인간 치매유발 유전자 3개가 동시에 발현되는 형질 전환 복제돼지 제작기술이 국내 연구진에 의해 세계에서 처음으로 개발돼 미국 특허를 획득했다.
박세필 제주대학교 줄기세포연구센터 연구팀은 ‘우장춘 프로젝트’ 성과로서 세계 처음으로 3개의 인간 치매유발유전자(APP, PSI, Tau)가 발현되는 치매 복제돼지 생산과 관련된 특허가 미국에서 등록됐다고 9월  9일 밝혔다.

◇알츠하이머 질환 모델 돼지 개발과 후성 유전체 연구 수행

연구팀은 농촌진흥청 연구과제인 ‘우장춘 프로젝트’ 일환으로 2012년부터 2017년까지 5년간 ‘알츠하이머 질환 모델 돼지 개발과 후성 유전체 연구’를 수행해 세계 최초로 인간 알츠하이머성 치매 질환 유발 유전자 3개가 동시에 발현되는 다중 벡터시스템을 개발했다.

연구 결과는 2017년 6월호 저명국제학술저널인 ‘플로스 원(PLOS ONE)’에 ‘다중 유전자 벡터시스템을 이용한 알츠하이머 질환 모델 형질전환 복제돼지 생산’으로 게재됐다.

우리나라 줄기세포 1세대 연구자인 박 교수는 국내에서 처음으로 배아줄기세포를 확립하고, 지난 2009년 멸종위기 제주 흑우 복제를 비롯 치매 걸린 돼지 생산에 성공했다.

형질 전환 복제돼지 제작기술은 2017년 국내 특허로 등록된 데 이어 지난 6월 4일 미국 특허 등록이 완료됐다.

이번 기술 개발은 치매 원인규명과 신약 개발에 새로운 전기를 마련하고 경제적으로도 막대한 부가가치 창출이 기대되고 있다. 그동안 알츠하이머질환 발병기전연구와 신약개발 연구에는 쥐 등 소동물 모델이 이용돼 왔다. 하지만 동물 분류학적 종 특이성으로 인해 인체 생리학적 내분비학적 특성과는 많은 차이가 나 연구결과의 인체 적용에는 한계가 있고, 사람과 유사한 장기구조와 생리적 특성을 가지고 있는 돼지와 같은 중·대동물을 이용한 질환모델 생산 연구의 필요성이 제기돼왔다.

특히 전문 특허법인의 ‘특허기술 가치 평가’에 따르면, 치매치료제 예상 시장 규모를 기준으로 시장 점유율 추정치를 적용했을 때, 향후 기술이 완성된 시점을 기준으로 대략 2024년부터 9년 동안 매출 4조4000억원을 올릴 것으로 예상된다.

국제 알츠하이머협회(ADI)는 2018년 전 세계 치매환자가 약 5000만명이며, 고령화로 2030년에는 8200만명, 2050년에는 1억3150만명에 이를 것으로 추산했다.

국내 치매환자도 2018년 70만명에서 2024년 100만명, 2039년 200만명, 2050년 300만명으로 전망했다.

알츠하이머 질환 세계시장은 2017년 90억 달러에서 2050년 1조 달러까지 늘어날 것으로 예상했다. 국내 시장은 현재 약 700억원 정도이나, 98%가 수입 의약품에 의존하고 있다. 주로 다국적 제약회사가 시장을 독과점하고 있어 자체 의약품 개발 및 시스템 확립이 절실한 상황이다.
 

◇전남도와 ‘줄기세포 유래 바이오신약 소재개발 사업’ 추진 

박세필 교수는 “이번 미국 특허 획득은 우리나라 줄기세포 연구의 저력을 세계에 알린 국가적 쾌거”라며 “이번 연구 결과가 전 세계적 이슈인 치매신약 개발을 앞당길 수 있는 전기가 될 수 있을 것”이라고 밝혔다.

임기순 농촌진흥청 연구운영과장은 “인간치매유발 유전자 3개 동시에 발현되는 질환모델동물 생산 원천기술이 순수 국내 연구진에 의해 개발됐다”며 “국가 전략산업 기술경쟁력 확보와 소재 국산화 차원에서 중요한 의의를 가진다”고 말했다.

한편 전남도는 새 천년 비전 ‘청정 전남, 블루 이코노미’의 핵심 프로젝트로 ‘블루 바이오’를 집중 육성하는 가운데, 지난해 2월 박 교수를 위원장으로 하는 ‘전남도 줄기세포 산업화 기획위원회’를 발족했다. 

올해부터 3년간 화순군, 제주대와 함께 총 39억원을 들여 ‘줄기세포 유래 바이오신약 소재개발 사업’을 선제적으로 추진해 왔다. 

전남도는 박 교수와의 이번 공동연구가 마무리되는 대로 관계부처에 연구 성과보고서를 제출하고, 알츠하이머(치매) 치료제 개발을 총괄할 국가 R&D기관을 전남에 설치해줄 것을 건의할 계획이다.