연구목적
망막색소변성증은 망막 시세포가 손상되어 실명에 이르는 질환으로, 아직 효과적인 치료법이 없다. 따라서 치료방법의 개발을 위해 다양한 치료법을 적용할 수 있는 망막 변성 질환을 가진 실험동물의 개발이 필수적이다. 망막색소변성증을 유발하는 유전자 중에서도 IMPDH1 유전자는 선행연구에서 확인된 망막색소변성 유전 이상 원인 중 가족검사에서 높은 확률로 원인 유전 이상일 것으로 추정되나, 그 병리적 특성이 확실하지 않아 동물 모델을 통한 병리적 임상양상을 확인하고자 IMPDH1 변이 동물모델을 제작하였다.
연구방법
CRISPR-Cas9 시스템 하에 정상 C57BL/6J 마우스에 단일가닥 DNA 올리고 뉴클레오타이드(single-standed oligo DNA nucleotide, ssODN)를 사용하는 단일 염기 치환을 유도하여 인간 IMPDH1-R316P 돌연변이를 갖는 망막 변성 모델을 제작하였다. 제작한 IMPDH1 변이 인간화 마우스는 야생형, 이형접합, 동형접합 세 가지로 나누어 7개월령까지 안저촬영 (Fundus photography)과 빛 간섭 단층촬영 (OCT; Optical Coherence Tomography), 조직학적 검사를 통해 각 유전형의 병리적 특성을 확인하였다.
연구결과
2주령까지는 유전자형끼리 큰 차이가 없다가 4주령부터는 망막의 두께 및 층의 선명함에 명확한 차이가 보인다. 야생형의 경우 7개월령까지 정상적으로 층이 잘 유지되며 안저촬영에서도 혈관이 선명한 것을 확인할 수 있으나, 동형접합과 이형접합은 4주령부터 확연히 망막의 두께가 얇아지는 것이 관찰되며 안저촬영에서도 시신경과 혈관 부분이 상당히 창백해진 것을 확인할 수 있다. 8주령쯤 되면 동형접합에서는 망막박리 또한 관찰되었다. 7개월령에서는 동형접합에서는 망막의 층이 거의 남아있지 않고 망막색소변성이 매우 많이 진행되어 얼룩덜룩해진 것이 확인되었다. 이형접합은 동형접합 만큼 심하지는 않으나, 야생형에 비하여 망막이 확연히 얇아져 있고 망막색소변성 또한 많이 진행되어 있는 것을 확인할 수 있다.
결론
제작한 IMPDH1 변이 인간화 마우스의 유전형 (야생형, 이형접합, 동형접합)에 따라 표현형이 다르게 나타나는 것을 확인하였다. 이에 IMPDH1 유전자는 우성 유전 되는 것이며, 유전형에 따라 그 증상의 정도가 달라짐을 확인할 수 있었다.