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[KISTEP 기술동향브리프] 실험동물 공유·활용 동향(2019-15)

< 목  차 >

제1장 개요
제2장 정책 동향
제3장 실험동물 인프라 현황
제4장 실험동물 공유·활용 현황 진단
제5장 결론

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제1장 개요

1.1 작성 배경

■ 바이오헬스 분야의 발전과 더불어, 핵심 연구기반인 실험동물 연구자원과 인프라의 중요성이 부각되고, 다양한 질환에 ‘보다 적절한 모델’을 활용하는 동물실험이 강조되고 있음

○ 세포수준의 연구결과를 인체에 적용하기 위해서는, 동물실험을 통한 유효성과 안전성 확보가 필수적임

○ 하지만, 동물과 사람의 대사·생리·병리학적 차이로 인하여, 동물실험결과를 인체에서 재현하는데 한계가 있으므로, 이를 해결하고자 보다 적절한 연구모델을 개발·활용해야 할 필요성이 강조되고 있음 
 - 최근, 보다 적절한 연구자원의 일환으로, 실험동물 모델의 고도화를 위한 기술개발이 활발하게 이루어지고 있으며 신물질 및 신약개발에 직접적으로 활용되고 있음
 - 실험동물 모델의 고도화란 인간과 인간의 질병에 더욱 근접한 양상을 나타낼 수 있는 ‘보다 적절한 실험동물 질환모델’을 개발·활용하는 것으로, 설치류나 미니돼지, 영장류 등을 이용한 유전자변형동물이나 인간화마우스1), PDX마우스2) 등이 대표적인 예시가 될 수 있음

■ 다양한 실험동물 자원을 확보·보존하고, 효율적으로 공유·활용하는 것은 바이오 헬스분야의 기술력 증대를 위한 중요한 요소로, 많은 국가들에서 국가 차원에서의 관리 전략을 수립하여 운영하고 있음

○ 우리나라의 경우 생명연구자원의 하나로써 실험동물 자원을 확보·관리하기 위한 정책을 수립·추진하고 있으나3), 실험동물 자원의 효율적 관리·활용에 중점을 둔 상세한 추진 계획은 아직 마련되지 않음
○ 본 고에서는 국내 실험동물시설 중 기탁·등록·보존 기능을 수행하는 기관을 중심으로 실험동물 공유·활용 현황과 연구자 인식을 살펴보고, 주요국의 실험동물 인프라 동향과 우리나라의 현황을 비교하여 개선점을 제안하고자 함

1.2 실험동물의 정의 및 범위

■ 원생동물부터 포유류에 이르는 다양한 동물들이 연구, 시험, 교육 등을 목적으로 사용되고 있으나, 실험동물 관련 주요 지침4) 및 법령5)에서는 실험동물을 ‘동물 실험을 목적으로 사용 또는 사육되는 척추동물’로 정의하고 있음

○ 마우스, 랫드, 햄스터, 저빌, 기니피그, 토끼, 개, 고양이, 돼지, 양, 소, 영장류, 닭, 제브라피쉬, 개구리 등 다양한 척추동물이 활용되고 있음

○ 본 고에서는 실험동물을 주요 지침과 법령에서 정의하고 있는 범주에 따라 기술하였음

■ 실험동물 자원 자체뿐 아니라, 개발·공급, 관리·활용 과정과 관계되는 시설, 인력, 법·제도 등 광범위한 요소들이 실험동물의 활용과 밀접하게 관련되어 있으며, 실험 동물의 적절한 활용을 위해서 다음의 요소가 중요하게 고려되고 있음

○ 동물실험 결과의 신뢰성과 재현성 확보를 위해서는 ‘실험동물의 품질 보증’이 매우 중요하며, 이를 위해서는 실험동물의 관리 및 시설 운영의 표준화가 담보되어야 함
○ 실험동물은 ‘고통을 느낄 수 있는 살아있는 생명체’로, 실험동물의 개발·관리·활용시 ‘윤리적 연구’가 중요하게 고려되어야 하며, 이에 따른 제도와 지침이 강화되고 있음
○ 본 고에서는 실험동물 인프라 범위 중 실험동물 자원의 관리·활용과 관련 법·지침에 초점을 맞추어 제시하고자 함

[그림 1] 실험동물 인프라의 범위

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[실험동물의 품질 보증을 위한 주요 제어요소]

■ 신뢰성과 재현성이 보증된 실험결과를 도출하기 위해서는 실험동물 및 관리환경에 대한 유전적, 미생물학적, 환경적 제어가 매우 중요

○ 유전적 품질 제어(Genetic control): 연구목적에 가장 적합한 동물 종(species)을 먼저 결정하고, 품종(strain)과 유전적 특성에 따라 선택함
  - 근교계(inbred), 폐쇄군(outbred), 교잡군(hybrid), 잡종(mongrel) 및 유전적으로 조작된 (genetically engineered)동물로 구분 가능

○ 미생물학적 품질 제어(Microbiologic control): 실험동물에게 질병을 일으키지 않고, 면역학적 영향을 최소화할 수 있는 수준으로 미생물학적 상태를 표준화하여야 함
 - (Germ-free, 무균) 해당 실험동물이 어떠한 미생물도 보유하고 있지 않은 상태로, 멸균된 아이솔 레이터(isolator) 내에서 모체의 제왕절개를 통해 생산. 마이크로바이옴 연구 등에 활용
 - (Gnotobiotics) 해당 실험동물이 어떤 미생물을 보유하고 있는지 모두 파악이 된 상태로, 먼저 무균상태의 동물(germ-free)을 획득한 후, 정보를 알고 있는 균을 접종함으로써 생산. 마이크로 바이옴 연구 등에 활용
 - (SPF, Specific Pathogen Free), 특정병원균부재) 특정한 병원균이 부재한 상태를 일컬으며, 인수공통감염병을 유발하는 미생물, 인수공통감염병을 유발하지 않더라도 동물에게 치명적인 질환을 유발하는 미생물, 치명적이지 않더라도 질환을 유발하는 미생물 중 일부가 제어된 상태. 일반적으로 동물실험에 가장 많이 활용되는 미생물학적 등급으로 SPF등급 유지를 위해서는 동물에게 노출되는 모든 요소(사료, 음수, 깔짚, 공기 등 접촉되는 모든 것)는 멸균된 상태로 제공되어야 함
 - (Conventional) 미생물에 관해 어떠한 제어도 되지 않는 상태로 사람, 야외의 동물, 농장의 가축, 반려동물 등이 해당

○ 관리 환경의 제어(Environmental control): 실험동물이 관리되는 케이지의 공간(면적, 높이), 환기(온도, 습도, 환기횟수), 조명(조도, 일조시간), 사료, 깔짚, 다른 동물과의 접촉(social contact) 등의 다양한 요소에 대해 제어가 필요. 실험동물의 SPF등급을 유지하기 위해서는 사육환경 및 실험공간의 멸균·청정상태를 유지하여야 함

출처: James G. F., et al.(2015), Laboratory Animal Medicine, 3rd ed., Academic Press National Research Council(2011), Guide for the care and use of laboratory animals, 8th ed., The National Academies Press
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...................(계속)

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