농촌진흥청은 돼지 장기를 사람에게 이식할 때 발생할 수 있는 면역거부반응과 혈전·염증 반응을 획기적으로 낮출 수 있는 형질전환 세포주를 구축했다고 3일 밝혔다. 이 기술은 국내 특허와 특허협력조약에 따른 국제 출원까지 마쳐 원천 권리 확보에도 성공했다.
돼지 장기는 크기와 기능이 사람 장기와 매우 비슷해 이종(異種) 장기 이식의 유력한 공급원으로 주목받아 왔다.
하지만 사람의 면역체계가 돼지 장기를 이물질로 인식해 공격하는 면역거부반응과 함께 혈전과 염증이 생기면서 장기 기능을 유지하기 어려운 것이 큰 걸림돌이었다.
국립축산과학원 연구진은 이러한 문제를 해결하기 위해 돼지의 면역거부 유발 유전자 B4GALNT2의 기능을 없애고, 그 자리에 사람 유래 면역 조절 유전자 2종(CD39, CD73)을 정밀하게 삽입한 형질전환 세포주를 개발했다. CD39와 CD73은 혈전과 염증 반응을 조절하는 데 핵심적인 역할을 한다.
연구진은 유전자가 정확히 삽입됐는지 확인한 뒤 단백질 발현과 기능도 검증했다.
유세포 분석 결과 CD39 단백질은 94.8%, CD73 단백질은 99.0%의 세포에서 발현됐으며, 발현량은 대조군보다 각각 최대 25배와 73배나 높아 안정적인 발현을 보였다. 기능 분석에서도 삽입한 유전자들이 염증을 촉진하는 세포 밖 ATP를 빠르게 줄이고, 염증을 완화하는 아데노신 생성을 대조군보다 최대 26배 늘리는 등 실제 조절 기능을 수행하는 것으로 확인됐다.
농촌진흥청은 이 기술의 권리 확보를 위해 지난해 6월 국내 특허(출원번호 10-2025-0081722)에 이어 올해 5월 국제 특허(PCT/KR2026/097170) 출원을 마쳤다.
또 해당 세포주를 활용한 형질전환 복제돼지 생산 연구를 지속하고 있다.
국립축산과학원 동물바이오유전체과 이경태 과장은 "이번 연구는 이종 이식용 돼지 개발에 활용할 세포주를 구축하고, 도입한 유전자가 안정적으로 발현되며 염증 관련 신호를 실제로 조절하는 기능까지 확인한 성과"라고 평가했다. 이어 "앞으로 형질전환 돼지를 생산해 개체 수준에서 기능을 검증하고 후속 이종 이식 연구로 이어가겠다"고 밝혔다.
향후 연구진은 생산된 형질전환 돼지에서 B4GALNT2 유전자 기능 상실과 CD39·CD73 유전자 발현 여부를 확인하고, 면역거부반응과 혈전·염증 조절 기능을 검증할 계획이다.
