인간 줄기세포를 동물에 넣어 이식 및 치료 목적으로 인간의 조직이나 장기, 기관을 동물에서 생산하는 기술

면역거부 반응이 최소화된 범용/맞춤형 이식용 장기를 확보하여 환자에게 제공함으로써 장기수급 불균형 해소 및 난치질환 치료 가능성 제고

향후 5년 : 동물에서 생산할 수 있는 인간의 세포, 조직이나 기관 다양화

향후 10년 : 면역거부 반응이 최소화된 범용/맞춤형 이식용 장기 생산 및 이종이식 효율 제고

키메라 기술에 의한 바이오장기 제작 과정 줄기세포 분화기술 및 키메라배아 제작기술 - 분화되지 않아 다른 세포로 분화될 수 있는 줄기세포 전반적 기술 - 줄기세포의 분화를 통제하여 원하는 세포로 발달될 수 있도록 조절하는 기술 - 키메라배아(동물집합성배아)* 제작기술 * 하나 이상의 동물 배아와 인간의 체세포 또는 인간 수정배아의 배아세포가 집합하여 일체가 된 배아 유전자가위기술을 이용한 형질전환 동물 제작기술 - 크리스퍼(CRISPR-Cas9) 등 유전자가위기술을 이용하여 특정 부위의 유전자를 삭제 또는 편집하는 기술 - 바이오장기 생산을 위한 동물에 유전자편집기술을 적용하여 면역원성이 제거되고, 정확도가 향상된 형질전환 동물 모델 확보 기술 면역 반응 조절기술 - 장기 이식 등에서 보이는 이식면역에 대한 회피 또는 조절 기술 - 키메라 기술에 의한 바이오장기의 이종이식에서의 면역반응 조절 기술

iPSC(유도만능줄기세포) 등 줄기세포를 활용한 이종장기 관련 연구(키메라 장기 연구)는 장기이식 수요 부족을 해결하기 위한 대안으로 부상

쥐(rat) 줄기세포를 췌장 유전자가 차단한 생쥐(mouse)의 수정란에 이식하여 생쥐의 몸에서 쥐의 췌장 재생 성공(2010년) 및 당뇨병에 걸린 생쥐에 이식하여 당뇨병을 치료하여 키메라 장기의 질병 치료 가능성 입증(2017년, 도쿄대 나카우치 교수팀) 췌장을 만들 수 없는 돼지의 수정란에 건강한 돼지의 세포를 넣어 정상적 췌장을 가진 돼지 탄생 성공(도쿄대 나카우치 교수팀, 메이지대 나가시마 교수팀, 2013년) 다능성 줄기세포를 돼지의 배아에 넣은 형태의 인간-돼지 키메라 세포를 세계 최초로 개발(미국 소크연구소 후안 벨몬테 교수팀, 2017년, Cell지 발표) 인간 줄기세포를 원숭이 배아에 주입해 키운 ‘인간 원숭이 혼합 배아’가 세계 최초로 제작(미국 소크연구소 후안 벨몬테 교수팀, 쿤밍과기대 지웨이즈 교수팀, 2021년)

의료용으로 최적화된 돼지의 몸 안에 사람에게 이식 가능한 조직과 장기를 생산하는 연구가 대학 내 기관생명연구윤리위원회(IRB) 심의 통과(건국대 인간화돼지 연구센터, 2019년) 무균돼지의 췌도를 사람에게 이식하는 연구자 임상시험 추진(서울대 바이오이종장기개발사업단, 2020년)

전 세계적으로 강력히 요구되는 대체 장기의 해결로 관련 연구 성과에 따른 막대한 경제·산업적 효과가 기대

장기 이식을 필요로 하는 전 세계 수많은 환자의 장기이식 수술 가능성 및 대기 시간의 단축으로 생명 연장의 사회적 효과가 기대

줄기배아 실험체를 이용함에 따른 생명 존엄성 등 윤리적 문제 해결키메라 동물체에 대한 번식 등에 따른 부작용 통제줄기세포의 특정 장기 발달에 대한 정확한 메커니즘 규명 및 활용인수 공통 전염병 등에 대한 연구이종 장기 이식에 따른 면역거부 반응 회피 또는 최소화 연구이종 장기 이식에 관한 법적, 사회적 규제 동의

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