바이오인

COVID-19 치료제 연구를 위한 신규 인간화 마우스 동물모델

◈ 목차

1. COVID-19 연구를 위한 실험동물

 1.1. 햄스터 모델[1~4]

 1.2. 마우스 모델[5~8]

 1.3. 흰족제비 모델[9~11]

 1.4. 비인간 영장류 모델[12, 13]

2. COVID-19 연구를 위한 신규 인간화 마우스 동물모델의 필요성

◈본문

요약문

　지난 몇 년 동안 수백만 명의 목숨을 앗아간 코로나바이러스감염증-19(Coronavirus disease 2019, COVID-19) 대유행을 해결하기 위해 전 세계적인 노력을 기울이고 있지만, 아쉽게도 가까운 미래에 종식될 조짐은 보이지 않고 있다. 대유행을 쉽게 종식시키지 못하는 원인 중 하나는 병인을 더 잘 이해하고 예방 및 치료법을 테스트하기 위한 적절한 동물모델이 부족하기 때문이다. 인간의 바이러스질환을 동물모델에 적용하기 위해서는 인간과 동일한 감염 경로가 존재해야 하고, 감염 후 면역시스템에 의한 반응과 그에 따른 병리학적 증상이 유사해야 한다. COVID-19을 일으키는 사스코로나바이러스-2(Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, SARS-CoV-2)의 경우 세포 표면에 존재하는 인간 안지오텐신전환효소 2(Angiotensin-converting enzyme 2; ACE2) 수용체와 결합하여 세포에 진입한다. 따라서 인간 ACE2 와 유사성이 높은 동물모델이나 인간 ACE2가 도입된 유전자조작 동물을 사용하여 백신과 항바이러스 치료제 연구를 수행하고 있다. 이 보고서는 COVID-19 연구를 위해 현재 사용되고 있는 여러 동물모델을 소개하고, 각 모델들의 장점과 단점을 알아봄과 동시에 단점을 극복할 수 있는 새로운 인간화 동물모델을 제시하는 것에 목적이 있다.

1. COVID-19 연구를 위한 실험동물

1.1. 햄스터 모델[1~4]

　골든햄스터 혹은 시리안햄스터로 불리는 햄스터(Mesocricetus auratus)는 자연적으로 SARS-CoV2에 감염이 되는 동물이다. 앞서 소개했듯이 SARS-CoV-2 의 감염은 ACE2 수용체에 의해 이루어지는데, 햄스터의 ACE2와 인간의 ACE2 가 유사성이 높기 때문에 감염이 쉽게 이루어진다. 이를 해당 바이러스에 대한 감수성이 높다고 한다. SARS-CoV-2 에 감염된 햄스터는 체중감소, 무기력증, 불면증, 호흡곤란 등의 증상을 나타내며 폐와 비갑개(Nasal turbinate)에서 바이러스 증식을 관찰할 수 있다. 또한 폐포 손상, 단백질성 삼출물, 유리질 막 형성, 면역세포 침윤, 폐의 경화 및 출혈을 포함하는 인간과 유사한 병리학적 증상을 관찰할 수 있다. 게다가 SARS-CoV-2 의 전염성 실험도 수행할 수 있는데, COVID-19 발생 초기에 비접촉성 감염에 대한 연구를 햄스터 모델로 수행한 연구 결과가 보고되어 있다.

　전체적으로 햄스터 모델은 경증에서 중등도에 해당하는 COVID-19의 임상적, 바이러스학적, 조직병리학적 및 면역학적 특징을 모방할 수 있는 훌륭한 모델이다. 상대적인 가용성과 취급 용이성 덕분에 햄스터 모델은 SARS-CoV-2의 병인, 전파, 치료 및 백신접종 연구를 위한 중요한 플랫폼으로 널리 사용할 수 있다. 하지만 유지비용이 마우스에 비해 비싸고, 실험에 사용할 시약이 제한된다는 단점이 존재한다. 실험에 사용할 시약이 제한된다는 것은 햄스터 체내에서 일어나는 변화를 관찰하기 위한 항체 같은 시약들이 인간이나 마우스의 시약에 비해 상업적으로 쉽게 구할 수 없다는 것을 의미한다. 또한 햄스터의 COVID-19은 중등도 이상의 증상으로 발전하기 어렵기 때문에, 죽음에 이르게 하는 중증질환을 연구하기 어렵다는 한계도 있다.

...................(계속)

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