[생명공학] 인간화 마우스

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문서 내 토픽

• 1. 인간화 마우스

  인간화마우스는 Mouse에 인간 시스템의 일부를 도입하여 만들어낸 mouse로 인간의 질병에 대한 연구나 특정 질병에 대한 약물의 평가를 가능하게 해주는 model이다. 인간화마우스는 인간의 cell을 이종이식하는 방법을 통해 만들어내며, in vivo situation에서 인간의 특이적인 생리적 활성을 확인하기 위한 model로서 사용된다.

• 2. 인간화 마우스 모델 확립 방법

  인간화 마우스 모델 확립 방법에는 Hu-PBL-SCID, Hu-SRC-SCID, SCID-HU, BLT 등이 존재한다. 그 중 Hu-SRC-SCID model은 선천성, 후천성 면역이 모두 결핍된 NSG mouse 에다가 CD34+ human hematopoietic stem cells을 engrafting 시켜 만들어낸다. 이 cell은 umbilical cord blood, bone marrow 등에서 얻을 수 있다.

• 3. Hu-SRC-SCID 모델 제작 방법

  Hu-SRC-SCID 모델은 갓 태어난 새끼 mouse에 인간의 hematopoietic stem cells을 주사를 통해서 주입하는 방법과 Busulfan을 복강내 주사하여 기존 마우스의 조혈계를 제거한 후 정맥혈관을 통해서 hematopoietic stem cells을 넣어주는 방법이 있다. 8주 후에 안와 정맥총 채혈법을 통해서 human 세포가 잘 생성되었는지 확인한다.

• 4. 면역결핍 마우스 모델

  NSG mouse는 T cells, B cells 그리고 natural killer cells이 매우 부족하게 존재하고, 사이토카인 signal pathway도 정상적으로 작동하지 않으며 선천 면역에도 결함이 존재한다. 이처럼 면역능력이 거의 없기 때문에 human cell의 engraftment가 쉽게 가능하고 이에 HSC와 같이 면역세포로 분화가 가능한 cell을 넣어 인위적으로 인간의 면역 시스템을 갖춰줄 수 있다.

• 5. Human HSC를 통한 면역계 형성의 장단점

  HSC를 이용한 면역계 형성은 HSC로부터 B, T cells, APCs, myeloid cells 그리고 NK cell 등 multiple lineages cell 들이 분화가 될 수 있다는 장점이 있다. 하지만 인간의 면역 시스템과는 완벽하게 동일할 수는 없으며, human 흉선에서의 T cell 성숙화가 human T cell과는 다르게 성숙이 되고, 혈액 내에 circulation 하는 human cell들의 분포가 부족하다는 단점이 있다.

• 6. 더 발전된 인간화 마우스 모델 개발 방향

  인간화 마우스 모델을 더 발전시키는 방법은 크게 두 가지로, 첫째는 기존 마우스 모델의 면역능력을 더욱 낮추는 것이고, 둘째는 모델에 생성되는 인간의 면역 특성을 높이는 것이다. 전자의 경우 MHC class I과 II를 knock out 시키거나 Toll-like receptor(TLRs)를 공략하는 방법이 있고, 후자의 경우 HLA class I molecules을 발현시키는 방법이 있다.

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• 1. 주제2: 인간화 마우스 모델 확립 방법

  인간화 마우스 모델을 확립하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 대표적인 방법으로는 면역결핍 마우스에 인간 면역 세포나 조직을 이식하는 방법, 인간 유전자를 마우스에 도입하는 방법, 인간 유래 줄기세포를 이용하는 방법 등이 있습니다. 각각의 방법은 장단점이 있으며, 연구 목적에 따라 적절한 모델을 선택해야 합니다. 예를 들어 Hu-SRC-SCID 모델은 인간 조혈모세포를 이식하여 인간 면역 시스템을 구축한 모델로, 조혈 및 면역 질환 연구에 유용합니다. 또한 최근에는 유전자 편집 기술을 활용하여 더 발전된 인간화 마우스 모델을 개발하고 있습니다. 이러한 노력을 통해 인간화 마우스 모델의 활용도가 더욱 높아질 것으로 기대됩니다.

• 2. 주제4: 면역결핍 마우스 모델

  면역결핍 마우스 모델은 선천면역과 적응면역이 결핍된 마우스로, 인간 면역 세포와 조직을 이식하여 인간화 마우스를 만드는 데 활용됩니다. 대표적인 면역결핍 마우스 모델로는 NOD/SCID, NSG, Rag1/2 KO 등이 있습니다. 이러한 마우스는 이식된 인간 세포가 거부반응 없이 생착할 수 있어 인간화 마우스 연구에 매우 유용합니다. 또한 면역결핍 마우스 모델 자체로도 면역 결핍 질환 연구, 종양 면역학 연구 등에 활용될 수 있습니다. 다만 이 모델들은 완전한 인간 면역 시스템을 재현하지 못하므로, 연구 목적에 따라 적절한 모델을 선택해야 합니다. 향후 더 발전된 면역결핍 마우스 모델이 개발되면 인간화 마우스 연구가 더욱 활성화될 것으로 기대됩니다.

• 3. 주제6: 더 발전된 인간화 마우스 모델 개발 방향

  향후 인간화 마우스 모델 개발의 주요 방향은 다음과 같습니다. 첫째, 유전자 편집 기술을 활용하여 더 정교하고 다양한 인간화 마우스 모델을 개발하는 것입니다. 예를 들어 인간 유전자를 마우스에 도입하거나, 마우스 유전자를 인간형으로 변형하는 등의 방법으로 모델을 개선할 수 있습니다. 둘째, 인간 조직 및 장기를 이식하여 더 완전한 인간 생리학적 특성을 가진 모델을 만드는 것입니다. 이를 위해 장기 이식 기술, 인간 줄기세포 활용 등의 발전이 필요합니다. 셋째, 인간 면역 반응을 더 정확하게 재현할 수 있는 모델을 개발하는 것입니다. 이를 위해 인간 면역 세포의 분화와 기능을 보다 잘 모방할 수 있는 기술이 요구됩니다. 이러한 노력을 통해 향후 인간화 마우스 모델은 인간 질병 연구와 신약 개발에 더욱 유용하게 활용될 수 있을 것입니다.