국내 연구진이 유전자가위를 통해 질환유발 유전자를 교정하여 병리적 혈관신생을 동반하는 연령관련황반변성 동물모델에서 치료효과를 확인하였다.

리보핵산단백질을 직접 주입하거나 아데노연관바이러스를 통해 조직 내에서 유전자교정 물질을 발현시키는 방식으로 유전자교정 기술의 중개연구를 진행하였던 서울의대 김정훈 교수팀이 기초과학연구원 김진수 단장팀과 새로운 형태의 유전자가위인 Cpf1을 이용하여 혈관내피성장인자(vascular endothelial growth factor) 및 저산소유도인자(hypoxia-inducible factor)-1 유전자를 조절함으로써 병리적 혈관신생을 억제하는 치료효과를 확인하였다.

해당 연구결과는 네이처 자매지인 “Nature Communications”최신호에 게재되었다.논문명 : CRISPR-LbCpf1 prevents choroidal neovascularization in a mouse model of age-related macular degeneration.

이전 유전자교정 기술 관련 중개연구 결과는 2017년 네이처 자매지인 “Nature Communications”와 콜드 스프링 하버 연구소 출판사의 “Genome Research”에 게재된 바 있다.

질환유발 유전자를 교정하는 치료는 불가능한 것으로 간주되어, 기존에는 습성 연령관련황반변성의 치료에 혈관내피성장인자를 억제하는 항체 기반 치료제가 주로 사용되었다.

현재 임상에서는 세포 밖으로 분비되는 혈관내피성장인자를 억제하는 항체 기반 치료제로 Avastin (성분명: bevacizumab), Lucentis (성분명: ranibizumab) 및 Eylea (성분명: aflibercept)가 사용되고 있다.

세포 안의 질환유발 유전자를 직접적으로 교정하는 방식의 치료는 유전자교정 기술이 도입되면서 비로소 시도되고 있다. 특히, 3세대 유전자가위인 CRISPR 유전자가위는 이전 세대에 비해 개발이 용이하여 실용화를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 서울의대 김정훈 교수팀과 기초과학연구원 김진수 단장팀은 유전자가위를 몸 속으로 주입하여 목표 기관에 도달시켜 유전자교정 효과를 얻는 생체 내(in vivo) 치료의 가능성을 적극적으로 타진하고 있다.

이번 연구에서 서울의대 김정훈 교수팀은 김진수 단장 연구팀과 함께 높은 효율 및 특이성을 보이는 Cpf1 유전자가위를 이용하여 질환유발 유전자를 직접 교정하여 망막질환을 치료할 수 있는 가능성을 확인하였다.

혈관내피성장인자 및 저산소유도인자-1 유전자에 대한 Cpf1 유전자가위의 유전자교정 효과는 높은 특이성과 효율성을 보였다. 이는 원하지 않는 유전자에 작용하는 소위 off-target 효과를 최소화하면서 원하는 유전자교정 효과를 극대화할 수 있는 전략을 확보할 수 있는 기반이 되었다.

연구결과를 통해 연구진이 이전 연구에서 보고한 바와 같이, 리보핵산단백질 또는 아데노연관바이러스에 탑재된 형태의 유전자가위를 통해 망막질환을 포함한 여러 질환의 생체내 치료를 시행할 수 있을 것으로 기대된다.