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Development of transgenic pigs for microencapsulated xeno-islet
미세 피막화 이종장기 췌도를 위한 형질전환돼지 개발

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Authors
박솔지
Advisor
이병천
Major
수의과대학 수의학과
Issue Date
2013-02
Publisher
서울대학교 대학원
Description
학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 수의학과, 2013. 2. 이병천.
Abstract
췌도 이식은 제 1형 당뇨를 치료하기 위한 기존의 인슐린 요법과 달리 저혈당 발생없이 정상혈당을 유지할 수 있다는 점에서 그리고 췌장 이식보다 시술과 관련된 합병증 및 위험성이 매우 낮다는 점에서 안전하고 획기적인 치료 방법이다. 그러나 기증자와 대기자 수의 차이로 이종장기이식이 새로운 차선책으로 제안되었다. 면역 거부 반응으로 이종장기이식의 임상적 적용에 한계가 있어 형질전환돼지나 피막화기술을 통한 바이오 인공 췌장이 임상적 적용이 가능하도록 연구되고 있다. 체세포핵이식기술은 다른 형질전환돼지 생산기술과 비교하여 보다 정확한 유전자 적중이 가능하다는 장점이 있으나 아직은 효율이 낮아 개선할 필요가 있다. 또한 피막화가 면역 세포는 막을 수 있으나 염증성 사이토카인이나 NO와 같은 작은 크기의 물질은 그대로 통과하여 면역거부반응차단이 불완전하므로 이식 후 췌도 세포의 기능상실을 야기시키므로 이를 개선할 필요가 있다.

형질전환돼지 생산 효율을 향상시키기 위하여 체세포 핵이식 기술의 난자 활성화와 리프로그래밍 과정의 개선을 위한 연구가 진행되었다. 6-DMAP과 demecolcine의 단기 및 장기 처리의 효과를 비교하였고 전기 및 thimerosal/dithiothreitol 기반의 난자 활성화의 효과를 난자 발달율을 통해 비교하였다. 그 후 HDACi인 oxamflatin을 이용하여 정상적인 수정에서와 같이 형질전환된 체세포가 리프로그래밍되어 하나의 완전한 개체로 태어날 수 있는지 그리고 배아의 체외성숙율을 비교하였다. 이렇게 향상된 난자활성화와 리프로그래밍 방법을 이용하여 췌도 이식을 목적으로 하는 형질전환돼지를 생산하였다. 그 후 피막화 기술의 불완전한 면역거부반응 차단을 개선하기 위하여 GLP-1 유사체의 일종인 exendin-4를 캡슐에서 서서히 분비되어 캡슐 안의 췌도 세포가 염증성 사이토카인의 공격으로부터 보호받을 수 있도록 제작하였고 보호 기능을 평가하였다. 또한 형질전환된 췌도를 앞서 개발한 exendin-4가 분비되는 피막화하여 생존능과 포도당에 반응하여 인슐린을 분비하는 기능이 향상되는지 평가하였다.

그 결과 2 mM 6-DMAP과 0.4 μg/mL demecolcine을 0.2 mM의 thimerosal과 함께 10분간 처리 후 8 mM dithiothreitol에 30분간 처리한 그룹에서 배아의 체외발달율이 유의적으로 증가하였다. 또한 1 μM의 oxamflatin 처리가 epigenetic status를 교정하고 pluripotency 및 항 세포사 관련 유전자의 발현 증가를 통하여 배아의 체외 발달율이 향상하였고 형질전환복제돼지 생산율도 유의적으로 증가한 것을 확인하였다. 또한 위 방법을 이용하여 췌도 이식을 목적으로 한 shTNFR1 Fc와 hHO1가 발현되는 형질전환복제돼지를 생산하는데 성공하였다. 한편 exendin-4가 피막에서 분비되어 피막화된 췌도를 염증성 사이토카인의 공격으로부터 보호하는 것을 확인하였다. shTNFR1 Fc와 hHO1이 발현하는 췌도 세포를 exendin-4가 피막에서 분비되록 피막화하였더니 생존율과 인슐린 분비능이 유의적으로 증가하는 것을 확인하였다.

결론적으로 바이오 인공췌장을 만들기 위한 체세포 핵이식 기술과 피막화 기술이 확립되었고 이전보다 효율 및 기능이 향상되었다.
Language
English
URI
https://hdl.handle.net/10371/120180
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Appears in Collections:
College of Veterinary Medicine (수의과대학)Dept. of Veterinary Medicine (수의학과)Theses (Ph.D. / Sc.D._수의학과)
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