서울대학교 의과대학 의과학과 김정훈(사진) 교수 연구팀은 5일, “리보핵산단백질을 직접 주입하거나 아데노연관바이러스를 통해 조직 내에서 유전자교정 물질을 발현시키는 방식으로 유전자교정 기술을 확립, 새로운 형태의 유전자가위(Cpf1)을 사용해 혈관내피성장인자(vascular endothelial growth factor) 및 저산소유도인자(hypoxia-inducible factor)-1 유전자를 조절하는데 성공했다”고 밝혔다.
연구결과는 유명 과학잡지 네이처의 자매지인 ‘네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)’ 최근호에 게재됐다.
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높은 정확도와 효율을 보이는 Cpf1 유전자가위
지금까지 과학계는 질환유발 유전자를 교정하는 치료는 불가능한 것으로 간주, 연령관련 습성황반변성의 치료에 혈관내피성장인자를 억제하는 항체 기반 치료제를 주로 사용는 편법을 써왔다.
현재 임상에서는 세포 밖으로 분비되는 혈관내피성장인자를 억제하는 항체 기반 치료제로 베바시주맙 성분의 아바스틴, 라니비주맙 성분의 루센티스, 아플리베르셉트 성분의 에일리아가 사용되고 있다.
김 교수 연구팀이 새로 개발한 세포 안의 질환유발 유전자를 직접적으로 교정하는 방식의 치료는 유전자교정 기술이 도입되면서 비로소 시도되고 있는 신기술이다.
특히, 3세대 유전자가위인 CRISPR 유전자가위는 이전 세대에 비해 개발이 용이하여 실용화를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
김 교수는 기초과학연구원 김진수 단장 연구팀과 함께 유전자가위를 몸 속으로 주입하여 목표 기관에 도달시켜 유전자교정 효과를 얻는 생체 내(in vivo) 치료의 가능성을 적극적으로 타진하고 있다.
이번 연구는 높은 효율 및 특이성을 보이는 Cpf1 유전자가위를 이용하여 질환유발 유전자를 직접 교정하여 망막질환을 치료할 수 있는 가능성을 확인했다는데 의의가 있다.
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Cpf1 유전자가위에 의한 맥락막 신생혈관 억제효과
동물모델을 대상으로 한 실험결과 혈관내피성장인자 및 저산소유도인자-1 유전자에 대한 Cpf1 유전자가위의 유전자교정 효과는 높은 특이성과 효율성을 보였다. 이는 원하지 않는 유전자에 작용하는 소위 off-target 효과를 최소화하면서 원하는 유전자교정 효과를 극대화할 수 있는 전략을 확보할 수 있는 기반이 되었다.
김 교수는 “Cpf1 유전자 가위를 산업화할 경우 리보핵산단백질 또는 아데노연관바이러스에 탑재된 형태의 유전자가위를 통해 망막질환을 포함한 여러 질환의 생체내 치료가 가능해질 것으로 기대된다”고 말했다.
이기수 의학전문기자 kslee@kmib.co.kr
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