바이오인

1. 연구 배경 및 필요성

가. 영장류의 일반적인 특징

영장류는 현존하는 모든 동물들 중에서 유전, 해부생리, 내분비, 골격, 행동패턴 등 많은 분야에서 인간과 가장 유사한 동물 무리로써, 표 1과 같은 일반적인 특징을 공유하고 있으며, 분류학상 우리 인간과 같은 영장목에 속한다. 이들 중 많은 종이 멸종 위기 종으로 (CITES 부속서 1종) 분류되어 보호받고 있는 동시에, 인류의 질병치료 등 다양한 분야에서 실험동물로도 중요하게 활용되고 있는 생물자원이다[참고 1]. 

[표 1. 영장류의 일반적인 특징] 

나. 실험동물로써의 영장류 자원

1) 왜 영장류 인가?

이유는 매우 단순하다. 우리와 가장 닮았기 때문이다. 우리나라에서 가장 큰 서울대공원 동물원에서 수많은 동물을 관찰해보아도 원숭이보다 우리와 닮은 동물을 찾기 힘들 것이다. 실험동물로 가장 많이 활용되는 붉은 털원숭이를 예를 들자면, 단순히 유전자 서열만 비교하면 약 93%가 동일할 만큼 매우 유사하다 (우리 몸을 구성하는 DNA의 ATGC를 쭉 펼치면 100개중 약 93개가 똑같다는 의미임). 또한 근골격계, 뇌신경계, 소화계, 내분비계, 생식계 등이 매우 유사하며, 사회 속에서 무리 생활을 한다는 것과 주행성이라는 점도 우리와 유사하다. 그렇기 때문에 인간을 대신해서 너무나도 다양한 분야에서 실험동물로써 활용되고 있다.

2) 어떤 종이 주로 실험동물로써 활용되나?

전 세계적으로 영장류는 약 250여종이 있는데, 이들은 진화적 유연관계에 의해 유인원, 구세계원숭이, 신세계원숭이, 원시원숭이로 나눌 수 있다. 이렇게 나누어진 영장류들은 각기 고유의 특징이 있어서, 실험동물로써 활용되는 분야가 상이하다. 그중 생의학 연구 분야의 실험동물로써 가장 많이 활용되고 있는 원숭이는 구세계원숭이 중에서도 붉은 털원숭이와 게잡이원숭이다. 이들이 특히 많이 활용되는 것은 다른 원숭이 종에 비해서 개체수도 비교적 많으며, 오랜 기간 실험실에서 연구되었으며 많은 노하우가 축적되어 왔기 때문이다. 유인원들은 주로 행동/인지과학 연구 분야에 많이 활용되며, 신세계원숭이 중 마모셋의 경우는 발생 및 번식 연구에 많이 사용된다.

다. 영장류자원의 중요성 및 필요성

1) 생의학 연구를 위한 질환모델 영장류

인간 질병을 치료하기 위해서 가장 중요한 도구 중 하나가 바로 질환모델동물이다. 즉 인간의 질병을 대신 앓아줘서, 그 치료법을 시험해볼 수 있는 동물모델이 필요한데, 영장류는 세상에 존재하는 수많은 동물들 중 우리 인간과 가장 유사한 병증으로 질병을 앓기 때문에 우리 인간을 대신해서 많은 질병을 앓고 있다. 대표적인 영장류 질환모델로는, MPTP투여로 유발한 파킨슨씨병 질환모델, 수술적 방법으로 유발한 뇌졸중 질환모델, 20여년의 장기간 사육을 통한 노화질환모델, 유전자 조작을 통한 헌팅턴질환모델 등이 있다. 이들은 우리 인간을 대신해서 다양한 분야의 질병연구에서 이용되고 있다.

2) 감염병 및 독성학 연구를 위한 영장류

영장류는 인간과 가장 유사한 면역시스템을 가지고 있어서 바이러스, 세균 등의 감염질환에 대한 연구 및 그 치료제 개발을 위한 백신의 효능 및 독성 평가 분야에서 필수적이다. 또한 산업화로 인해 새롭게 생겨나는 각종 유해 물질들의 독성평가에도 사람을 대신해서 많이 활용되고 있다. 특히 SIV (Simian Immunodeficiency virus)의 자연 숙주인 영장류는 AIDS 질병의 감염, 치료 및 백신 연구에 필수적인 생물자원이며, 유사시 국가안보를 위협할 수 있는 테러에 활용될 수 있는 천연두, 탄저 등의 백신 및 해독제 연구에도 필수적인 실험동물로써 이용되고 있다.

3) 뇌신경과학연구를 위한 영장류

설치류와 달리 주름 뇌를 보유하고 있어 대뇌피질의 표면적을 증가시켜 한정된 공간에서 더욱 많은 기능을 수행할 수 있으며, 교육을 통해 수화, 그림문자 등의 언어를 사용할 수 있다. 또한 다양한 도구를 사용하며, 이들 도구사용을 교육을 통해 다음세대에 전해줄 수 있다. 최근 이러한 영장류를 이용한 뇌 연구분야는 자기공명영상장치 (MRI), 양전자단층촬영장치 (PET-CT), 뇌전도(EEG)/뇌자도(MEG) 분석 장치 등이 활용되면서 활발히 연구되고 있다.

4) 신약개발 및 평가 연구를 위한 영장류

새로운 신약이 개발되기 위해서는 신약후보물질 발굴에서부터, 실험실에서의 세포실험, 전임상 동물실험을 거쳐 임상시험에 도달하게 되는데, 전임상 동물실험의 마지막 단계에 영장류가 자리 잡게 된다. 인간을 이용한 임상연구 직전에서 동물로써의 마지막 효능 및 독성 평가를 담당하고 있는 것이다. 그렇기 때문에 신약개발이 원활히 진행되기 위해서는 전임상 동물실험에 필수적인 영장류 전임상 연구 인프라가 국가적으로 필요하게 된다.

5) 인간의 기원 및 진화 연구를 위한 영장류

인간의 기원 및 진화의 비밀을 풀기위해 우리는 우리 인간종의 유전적 사촌격인 영장류의 다양한 종을 지구 구석구석에서 찾아서 유전자수준의 단순 비교 분석 뿐만 아니라, 생태연구, 행동연구, 인지과학연구 등 다양한 수준에서 연구를 수행하고 있다. 또한 호모속의 고인류화석 뿐만 아니라, 영장류 속에 포함되는 다양한 영장류 화석 또한 인간 기원의 비밀을 풀 중요한 열쇠로 전 세계에서 연구되고 있다.

2. 국내외 연구동향

가. 국외 연구동향

1) 국외 영장류 연구 동향 (총 144,475편)

Scopus DB를 이용해 영장류 이용 논문 현황을 분석해 보면, 1960년대 이후 영장류를 이용한 연구 논문의 현황은 급속도로 증가하고 있는 상황이다.

[그림 1. 영장류이용 연구 논문 현황]

그리고 이러한 영장류 이용 논문들의 상위 20개 저널을 분석해 보면 가장 많이 활용되는 분야는 바이러스 및 신경생물학 분야이며, 그 뒤를 영장류학, 뇌과학 분야가 차지하고 있다. 물론 이 20개 저널에 전 세계적으로도 인정받는 종합논문지인 PNAS, Nature, Science등이 포함되어 있어서 영장류 연구의 폭넓은 활용성을 보여주고 있다. 또한 영장류 연구는 전 세계적으로도 바이오 강대국인 미국에 집중되어 있는데, 전 세계에서 출판된 연구논문의 50% 이상이 미국에서 출판된 논문이다.

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