한국생명공학연구원 영장류자원지원센터 (Primate Resources Center)
센터장 : 김지수
분자번식생리실험실 : 권태호, 윤승빈, 조유진
임상병리실험실 : 손영훈, 이동호
분자유전학실험실 : 이자랑
영장류 연구지원실 : 이상일, 김기진, 김민성, 김세용, 박병진, 이상용, 이준기
영장류자원지원센터 개요
사람의 질병을 가장 잘 모사할 수 있는 실험동물은 단연 원숭이를 꼽을 수 있다. 원숭이는 해부, 생리, 질병, 행동, 인지 등 다양한 영역에서 인간과 가장 닮아있다. 따라서 원숭이는 생의학 및 행동학 연구에 많이 이용되고 있으며, 중요 질병에 대한 백신 개발 및 검정, 바이러스 연구, 번식생리, 행동 인지, 신경생리 분야 등 다양한 의생물학 연구에 중요 실험동물로 이용되고 있다. 또한 신종플루, 중증급성호흡기증후군(SARS), 중동호흡기증후군(MERS), 신종 바이러스 감염증 등의 감염증에 대한 연구를 비롯하여 이들 질병의 국제적 확산 및 바이오테러와 같은 국가적 상황을 대비하기 위해 원숭이를 이용한 국내·외 연구 수요는 지속적으로 증가하고 있다.
미국, 독일, 일본 등 바이오 선진국에서는 이미 1960년대 초부터 영장류 연구소를 설립하였으며, 각국의 영장류 연구소에서는 소아마비, 풍진, AIDS, 신종플루 등에 대한 전통적인 백신개발 연구는 물론, 뇌질환, 노화, 재생의학 및 정밀의료 연구에 박차를 가하며 바이오헬스산업의 선점에 속도를 내고 있다. 우리나라의 경우, 2005년에 국가적 차원에서 영장류 연구 인프라 기관인 국가영장류센터를 설립하여 전문시설을 바탕으로 장비 및 연구인력 확충을 통해 국내 산·학·연에 영장류 연구지원을 해오고 있다. 그러나 급격히 증가하는 국내 영장류 연구수요와 연구용 영장류의 수출입 제한으로 인하여 영장류자원의 국내 수급에 어려움이 따르고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 최대 3,000 마리의 원숭이를 수용할 수 있는 국내 유일의 영장류 대량사육 인프라 기관인 영장류자원지원센터가 2018년 설립 되었다.
영장류자원지원센터는 국제적 수준의 연구용 영장류자원의 보존 및 보급을 위한 시설을 갖추고, 영장류자원의 체계적인 관리와 유지를 위하여 미생물모니터링 시스템 및 영장류 헬스모니터링 시스템을 도입하여 확대·발전 중이다. 또한 국내 최초로 영장류 집단사육 시설을 갖추고 있으며, 집단사육 시 발생할 수 있는 다양한 문제들을 조기에 대응하기 위하여 영장류 집단사육 표준운영절차를 개발하고 있다. 실험동물윤리위원회(IACUC)와 긴밀한 협력체계를 구축하고, IACUC 가이드라인에 따라 동물실험의 윤리성, 안전성 및 신뢰성을 확보함으로써 실험동물의 보호 및 윤리적 취급을 도모하고 있다. 이를 기반으로 선진국 수준의 SPF 연구용 영장류의 대량사육 콜로니를 확립하고, 신약 개발, 재생의학 및 정밀의료 연구를 위한 영장류자원 지원 인프라를 구축하여 국내 수요에 안정적으로 지원할 계획이며, 영장류 행동실험 및 신경신호분석, 사회과학적 행동패턴분석을 위한 행동분석 관련 장비를 구축하여 의생명연구 분야 외에도 다양한 연구 분야에 영장류자원을 확대 지원할 방침이다.
영장류자원지원센터 주요 현황 및 연구내용
(1) SPF 영장류자원 확보 및 관리
영장류자원지원센터는 연구용 영장류의 국제적 자원무기화(생산국의 수출쿼터제) 추세와 물류대란 사태 발생에 적극적으로 대응하기 위하여 설립되었으며, 국내 바이오신약, 바이오장기 및 재생의학 연구를 위한 연구용 영장류를 연차별로 확보하고, 고품질 연구용 영장류자원의 대량사육 콜로니 확립을 통한 안정적인 영장류자원 지원인프라 구축을 목표로 한다.
(2) SPF 영장류자원 확보현황
영장류자원지원센터에서는 바이오의학 및 백신개발, 전임상 연구 등에 가장 많이 사용되는 Macaca속 붉은털원숭이 및 게잡이원숭이를 현재 1,000 두 이상 확보하여 사육 중이며, 최대 3,000 두 확보 및 도입 예정이다.
(3) 영장류자원지원센터 시설 현황
1) 본관동
영장류자원지원센터 본관동은 영장류자원 확보/도입 및 SPF 영장류 확립을 위한 연구시설로서 영장류자원을 이용한 기초연구(뇌질환, 노화연구, 바이오인공 장기 등)와 고품질 영장류의 헬스모니터링 및 영장류 건강검진 등의 영장류 연구를 목적으로 한다. 본관동은 지하 1층, 지상 2층 규모로 연구원실, 회의실, 분자번식생리실험실, 임상병리실험실, 및 분자유전학실험실을 갖추고 있다.
그림1. 본관동 전경 및 내부 연구 시설 현황(분자번식생리실험실, 임상병리실험실, 분자유전학실험실)
2) 검역동
영장류자원지원센터 검역동은 SPF 영장류의 반입․출 시 검역 업무 수행을 목적으로 한다. 검역동에서는 영장류 반입․출 시 전염병의 예방(검사)을 위한 검역시행장을 운영하고 있으며, 영장류 수술 및 연구 지원 등 수의학적 처치를 위한 시설을 운영하고 있다. 또한 대형고압증기멸균기를 운영하여 동물실험시설 내외로 이동 가능한 오염 및 감염원를 철저하게 제어한다.
그림2. 검역동 전경 및 내부 시설 현황(검역시행장, 수의처치실, 수술실)
(3) 사육동
영장류자원지원센터 사육동은 고품질 SPF 영장류자원의 콜로니 확립 및 대량사육을 목적으로 한다. 사육동은 10개 동으로 구성되어 있으며, 최대 3,000두 영장류자원의 수용이 가능하다. 사육동의 경우, 국내 최초로 집단사육이 가능하도록 각 케이지는 룸 형태로 구성되어 있다. 이는 집단생활을 하는 원숭이들에게 개별사육에 따른 스트레스를 최대한 줄이기 위함이다.
그림3. 사육동 전경 및 내부 사육 시설 현황
(4) 영장류자원지원센터 주요연구내용
1) 분자번식생리실험실
➀ 주요 연구분야
- 발생공학 기술을 활용한 영장류 번식 및 배 발생 분자 메커니즘 연구
- 유전자 편집 기술을 활용한 형질전환 질환모델 생산관련 연구
➁ 기대효과
- 영장류 초기 배 발생기전 연구 및 형질전환 모델 생산관련 연구를 통해 난치성/유전적 질환모델 동물 생산기반을 마련하여 각종 난치질환의 병인기전 및 재생의학 연구 분야에 활용
그림4. 영장류 번식, 배 발생 연구 및 질환모델 개발
2) 임상병리실험실
➀ 주요 연구분야
- 고품질 영장류 보급을 위한 임상병리학적 연구
- 영장류 질환동물모델 조직병리학적 평가기반 기술 개발
- 영장류 이용 동물행동학적 평가 기술 연구
➁ 기대효과
- 고품질 영장류 연구자원의 효율적 관리 체계 구축을 통하여 세계 최고 수준의 영장류 연구지원 서비스를 제공하며, 연구용 원숭이 조직병리학적/행동학적 평가 기술 개발을 통해 영장류 질환모델 평가기반 마련
그림5. 영장류 조직병리학적 분석 및 평가 기술 개발
3) 분자유전학실험실
➀ 주요 연구분야
- 고품질 SPF 영장류 표준화를 위한 미생물 모니터링
- 분자유전학적 기법을 활용한 영장류 유전체 연구
➁ 기대효과
- SPF 영장류 미생물/바이러스 모니터링 체계 구축을 통하여 영장류자원의 품질 검정 및 표준화와 영장류 유전체 분석기술을 활용한 영장류 유전체 연구 활성화에 이바지
그림6. SPF 영장류 미생물모니터링 및 유전체 연구
4) 영장류자원은행
➀ 목적
- 영장류 유래 핵산, 세포주, 조직 등 다양한 영장류 자원의 보존/분양
- 영장류 자원 인프라의 지원 및 활용 체계 확립
➁ 기대효과
- 영장류의 다양한 조직에서 유래된 핵산, 세포주, 조직절편 등 여러 자원 발굴
- 수요자 중심의 맞춤형 영장류 자원 지원 플랫폼 개발
- 범부처 기반 영장류 연구지원 시스템 구축을 위한 인프라 확립
그림7. 영장류자원은행 주요 연구소재
(5) 영장류자원지원센터 연구 장비 현황
영장류자원지원센터에서는 수의학적 처치를 위해 무영등, 치과 장비, 초음파 장비, 동물진단용 엑스선촬영장치, 호흡마취 장비, 전기수술 장비 등을 구축하고 있다. 영장류자원의 정기 및 도입 헬스모니터링을 위하여 Microplate Reader, 생화학분석 장비, 혈구분석 장비, 진탕배양기, 조직동결절편기, 슬라이드 스캐닝 시스템 등을 구축하고 있으며, 미세조작기, 형광현미경, cell fusion system, 생물안전 작업대, Real-time PCR, Nanodrop 등을 구비하여 기초연구에 활용하고 있다.
영장류자원지원센터 향후 계획
(1) 단계별 연구 추진전략
(2) 운영계획
맺음말
한국생명공학연구원 영장류자원지원센터는 전량 수입에 의존하고 있는 연구용 영장류의 자원 국산화를 목표로 운영되고 있으며, 2018년 설립된 신생 센터로서 탄탄한 시설을 기반으로 최첨단 장비를 갖추고 국제적 수준의 연구용 영장류자원을 확보, 생산 및 보존하여 국내 의생명과학기술 발전과 바이오산업 활성화를 위한 만반의 준비를 하고 있다. 국가적 SPF 영장류 연구기반 확립을 통해 노화, 신약개발, 재생의학 등의 전임상 연구를 비롯하여 미세먼지, 난임 극복 등의 국민 생활 밀접형, 사회현안 문제 해결을 위해 노력하고 있으며, 이를 바탕으로 국민 보건향상에 기여하고자 한다.