충북 청주시 소재 한국생명공학연구원에서 미래형동물자원센터 소속 연구진이 미니돼지의 자기공명영상(MRI) 촬영을 준비하고 있다. 사진=생명연 제공


“체격부터 혈액량, 장기 크기까지 사람과 해부학적·생리학적으로 가장 유사한 동물이 바로 미니돼지입니다. 각종 신약 및 첨단 의료장비 개발이 늘어날수록 미니돼지에 대한 수요는 높아질 것입니다.”
11일 충북 청주시 한국생명공학연구원(오창분원) 미래형동물자원센터에서 서울경제신문과 만난 김선욱 박사(미래형동물자원센터장)는 “의학이 고도화할수록 미니돼지의 이용 가능성은 커지고 활용 범위는 광범 릴게임골드몽 위해지고 있다”며 이같이 말했다.
이날 방역 게이트를 지나 도착한 연구원 산하 동물실험실에서는 일반 돼지의 5분의 1 남짓한 크기의 성체 미니돼지들이 사육되고 있었다. 미니돼지는 일반 돼지보다 작은 몸집이 유지되도록 선발·교배한 실험용 돼지다. 얼핏 보면 갓 태어난 새끼 같지만 이미 생후 6개월이 넘은 성체다. 사람의 장기 크기와 생리적 야마토게임방법 특성이 비슷해 희귀 질환 치료법 연구 및 신약 개발을 위한 전임상 단계에서 핵심 실험 동물로 활용된다.
일반 돼지는 100~300㎏까지 자라는 반면 미니돼지는 성체가 돼도 최대 60~70㎏ 안팎에 머문다. 육종을 통해 사람과 가장 흡사한 체격에 맞춘 것이다. 혈액량이 충분하고 안구·심장 등 각종 장기 크기가 사람과 비슷할수록 임상 결과도 메이저릴게임사이트 더욱 정확하게 예측할 수 있다. 미니돼지가 혈액 재생, 인공 장기 개발, 각종 치료제와 의료기기 검증에 적합한 모델로 꼽히는 이유다.
미니돼지는 크게 두 가지 모델로 나뉘어 연구개발(R&D)에 활용된다. 약물 투여나 수술 등으로 특정 질환 상태를 인위적으로 만드는 ‘유발 모델’과 유전자 편집, 외부 DNA 도입을 통해 유전적 형질을 바꾸는 골드몽릴게임릴게임 ‘형질 전환 모델’이다.
이 중 미래 고부가가치를 창출할 가능성이 크고 기술적 난도가 높은 것은 형질 전환 모델이다. 국내에서 미니돼지를 연구하는 기관은 11곳이지만 이 가운데 유전자가위(CRISPR/Cas9) 기반 기술 등을 활용해 형질 전환 미니돼지를 개발할 수 있는 곳은 한국생명공학연구원을 포함해 단 두 곳뿐이다. 형질 전환 모델 쿨사이다릴게임 제작은 다수의 배아 제작과 이식 과정을 거치는 고난도 작업으로 성공률이 높지 않다. 김 박사는 “유전자 편집과 배아 제작, 이식 전 과정을 거쳐야 해 장인 수준의 숙련과 노동집약적 절차가 필요한 고난도 기술”이라고 설명했다.



김 박사 연구팀은 지난해 전 세계 최초로 JAK3 유전자(주로 백혈구 등 면역세포에서 발현되는 티로신 키나아제)를 결손시킨 고도의 면역결핍 미니돼지 모델을 개발해 주목받았다. 미니돼지에 사람의 세포나 조직이 이식되더라도 면역 거부 반응이 발생하지 않도록 해 이종 장기이식 연구에서 유의미한 기반을 마련한 것이다. 희귀 난치 질환에 대한 기초·전임상 R&D를 촉진한 것은 물론 생체 내 인간 줄기세포 이식·재생 가능성이 높아졌다는 의미다. 김 박사는 “현재는 후속 연구로서 면역결핍 모델을 기반으로 사람 세포가 돼지 몸 안에서 어떻게 생착하고 분화하는지, 이종 간의 호환성에 대해 연구하고 있다”고 전했다. 이렇게 한 번 개발된 형질 전환 모델은 평소에는 세포 동결 탱크에서 샘플 형태로 보관되다가 관련 연구가 필요할 때마다 다시 생산(복제)된다.
센터 내부에는 자기공명영상(MRI)·혈관조영촬영장치·양전자방출단층촬영(PET-CT) 등 대학병원을 방불케 하는 첨단 장비도 갖춰져 있었다. 김 박사는 “외부 연구기관이나 의료기기 개발 업체의 요청에 따라 특정 질환 유발 모델이나 형질 전환 모델을 개발하고, 의료기기 전임상 테스트에 미니돼지를 활용할 수 있도록 지원하는 서비스를 제공하고 있다”고 말했다.
미래형동물자원센터는 연간 평균 5~10개의 프로젝트를 수행한다. 이 과정에서 40~50마리의 모델이 사용된다. 김 박사는 “약 80%는 의료기기 연구용이고 나머지 20% 정도는 유전자 치료제 연구나 기초연구 목적”이라며 “특히 사람과의 심장 및 혈관 구조 유사성이 높아 심혈관 수술 연구에서 많이 쓰인다”고 설명했다. 올해는 생명연 대전 본원과 협업한 휴먼 오가노이드(인간의 줄기세포로부터 형성된 3차원 세포 구조체) 개발 프로젝트에 집중하고 있다. 오가노이드, 이른바 ‘미니 장기’가 실제 생체 내에서도 유효하게 기능하는지를 검증하는 역할을 맡는다.



미래 바이오 신약 및 줄기세포 치료제 개발 기술이 급속도로 발전함에 따라 미니돼지 수요도 점차 커질 것으로 전망된다. 실제로 글로벌 시장조사기관 리서치앤마켓은 유전자 편집 기술 발전에 따라 줄기세포 치료 시장이 2024년 44억 5000만 달러(약 6조 5352억 원)에서 2030년 99억 5000만 달러(약 14조 6125억 원)까지 성장할 것으로 전망했다. 한국바이오의약품협회 역시 지난해 전 세계 바이오의약품 시장 규모가 6323억 달러(약 928조 5957억 원)를 기록한 데 이어 매년 상승해 2028년에는 9742억 달러(약 1430조 7101억 원)에 달할 것으로 전망한 바 있다.
이에 연구진은 JAK3 면역결핍 돼지 개발에 이어 최근에는 실험 효율성 제고를 목표로 이른바 ‘마이크로 피그’ 모델 개발에도 돌입한 상황이다. 김 박사는 “미니돼지보다 더 작은 크기의 돼지 모델이 만들어지면 매우 비싼 개발·사육 비용이 절감되는 것은 물론 투입 약물량 등도 줄어 연구 효율성이 크게 높아진다”며 “유전자 정보를 기반으로 형질을 설계하는 ‘분자 육종’ 기술로 충분히 개발 가능할 것”이라고 전했다.
장형임 기자 jang@sedaily.com