BALB/c 및 C57BL/6 마우스: 연구 모델에서의 주요 차이점

가장 흔한 두 마우스 균주 간 선택: C57BL/6 및 BALB/c

실험용 마우스는 균일한 선(line)과 비균일한 선(폐쇄군)으로 나뉩니다. 비균일한 선은 높은 이형접합률과 큰 개체 간 차이를 보이며, 균일한 선은 동형접합이며 유전적으로 안정적이며 일관된 표현형을 나타내며 명확한 배경 정보를 제공합니다. 이로 인해 대부분의 생물의학 연구에서 균일한 선 마우스가 선호됩니다. 현재 실험실에서 가장 흔히 사용되는 균일한 마우스 균주는 C57BL/6 및 BALB/c입니다.

왜 일부 연구자들은 C57BL/6 마우스를 선호하고, 다른 연구자들은 BALB/c를 선호하는가?

다양한 연구는 알비노 균주인 BALB/c 또는 C57BL/6(또는 C57, 블랙 6) 마우스를 사용하는 데 적합합니다. 이는 서로 다른 배경 균주 간 표현형의 큰 차이 때문입니다. 이러한 유전적 차이는 완전히 다른 표현형, 표현형의 침습성 변화, 또는 표현형의 변동성 표현으로 나타날 수 있습니다.

C57BL/6와 BALB/c 마우스 균주 배경 간 선택은 주로 연구 목적에 따라 면역학적 차이를 고려하여 결정됩니다. 두 균주 배경의 특징은 무엇이며, 면역학적 관점에서 주요 차이는 무엇인가요?

(1) C57BL/6

C57BL/6 마우스는 인간에 이어 두 번째로 전체 게놈 시퀀싱이 완료된 척추동물이며, 국제 마우스 표현형 연합(IMPC)은 이후 이 균주의 유전자 기능 분석을 수행하고 있습니다. 균일한 선이기 때문에 C57BL/6 배경의 마우스는 거의 동일한 유전자형을 공유합니다. 표현형의 변동은 유전적 배경의 차이로 인한 것이 아니므로, 대부분의 타겟 유전자 편집 및 전사유전자 도입 프로젝트에서 선호되는 유전자 배경입니다.

특성:

• 다양한 종류의 종양 발생률이 낮음: 유방암의 자연 발생률이 매우 낮으며(0%~1%), 발암제로 인한 암 유발이 어렵습니다. 노화된 마우스에서 자발적 림프종 발생률은 20%~25%이며, 여성 마우스의 백혈병 발생률은 7%~16%이며, 방사선 노출 후 간암 발생률이 높습니다.
• 중간 수준의 방사선 내성
• 높은 보체 활성
• 면역 내성 유도가 용이함
• 결핵균(myobacterium tuberculosis)에 감수성 있으며, 일부 면역 반응을 통해 쥐물기(ectromelia) 바이러스에 저항성
• 높은 인터페론 생성
• 알코올 내성 높음, 아드레날린 농도 낮음, 기관지천식(pertussis)에 대한 히스타민 민감성 요인에 민감함
• 식이성 비만(DIO) 및 만성 실험적 자가면역성 뇌척수염(EAE) 모델(다발성 경화증[MS] 연구용)의 선호 모델
• macrophage는 테트라노스균의 치명적 요인(endopeptidase)에 저항성

• 미네랄 오일 유도성 플라즈마세포종에 민감함
• BALB/c 비장 세포에서 유래한 하이브리도마는 단일 클론 항체(mAbs)를 생성할 수 있음
• 이 균주의 유방암 발생률은 낮음(3%), 그러나 마우스 유방암 바이러스(MMTV)에 의해 유도될 경우 발생률이 증가함
• 나이가 들수록 다른 암(폐암, 신장암) 발생률이 급격히 증가하며, 난소 및 부신 종양, 백혈병 발생 가능성이 있음
• Listeria monocytogenes 감염에 취약함(Listeriosis)
• Hc1 등위유전자를 포함하여 Cryptococcus를 억제함. Rickettsia 유발 열, 홍역 바이러스, Leishmania tropica, Schistosoma mansoni에 민감하며, Toxoplasma gondii에 취약함
• 폐렴에 취약함. 다른 균일한 선 마우스와 함께 같은 방에서 번식하는 것은 권장되지 않음

C57BL/6 및 BALB/c 간 면역학적 차이

• C57BL/6 및 BALB/c는 주로 1형 보조 T세포(Th1)와 2형 보조 T세포(Th2) 간의 비특이적 면역 반응에서 차이를 보입니다. C57BL/6 마우스에서는 Th1 면역 반응과 IFNγ 생성이 주요 역할을 합니다. 반면 BALB/c 마우스에서는 Th2 면역 반응을 더 쉽게 유도할 수 있으며, 이는 감염성 질환 및 알레르기 반응에서 흔히 나타납니다.
• BALB/c 마우스는 C57BL/6 마우스보다 더 강한 체액성 면역 반응을 보입니다.
• 이 두 균주는 주요 조직 적합성 복합체(MHC) 클래스 I 유전자 부위(H2)에서 서로 다른 유전자 서열을 가지고 있습니다. BALB/c 마우스는 H2d이며, C57BL/6는 H2b입니다. 이 두 균주의 유전자 서열 차이는 H2 부위에 해당합니다. 그러나 일부 혈청 또는 항체는 두 균주 세포 모두에 반응할 수 있으나 MHC 헤프타입을 구분하지 못하므로, 이를 구분하기 위해 특정 단일 클론 항체(mAbs)를 사용해야 합니다.
• 수지상세포(DCs)가 초기에 분비하는 인터루킨 12(IL-12)의 차이는 C57BL/6 및 BALB/c 마우스가 Listeria monocytogenes에 대해 차이를 보이는 감수성의 기초가 됩니다.

마우스 모델에 적합한 최적의 유전자 변형 기술 선택

타겟 유전자 편집-Pro 기술은 운영의 간편성, 낮은 비용, 빠른 처리 기간, 종 제한 없음 등의 장점이 있으나, 오프타겟 위험, 지적재산권 분쟁, 전체 게놈 시퀀싱이 필요하다는 단점이 있습니다. 반면 배아 줄기(ES) 세포를 이용한 유전자 타겟 기술은 산업계에서 ‘황금 표준’으로 평가받으며, 오프타겟 효과 없이 정확한 유전자 변경이 가능하고 복잡한 유전자 변형이 가능하지만, 마우스에 한정됩니다. 따라서 일반적인/지속적 녹아웃(KO) 마우스 모델, Knock-in(KI) 마우스 모델, 마우스 이외 종에서의 단순 변형의 경우 타겟 유전자 편집-Pro 기술을 사용하는 것이 권장됩니다. 그러나 복잡한 마우스 모델 제작 프로젝트 또는 동물 모델의 지적재산권(IP)에 우려가 있는 경우, ES 세포 기반 기술, 예를 들어 TurboKnockout™ 유전자 타겟 기술을 선택하는 것이 바람직합니다. Cyagen의 TurboKnockout™ 서비스는 조건부 녹아웃, 리포터 녹아웃, 인간화 마우스 모델을 최소 6~8개월 내에 제공할 수 있으며, 타겟 유전자 편집 기술과 동등한 속도를 제공하면서도 관련 단점은 전혀 없습니다.

일반적으로 연구 방향과 초점을 고려할 때, ES 세포 타겟 기술을 이용해 BALB/c 마우스를 유전자 변형하는 것이 최선의 선택입니다. 그러나 ES 세포 타겟 기술에 사용 가능한 성숙한 ES 세포 라인은 몇몇 하위 균주에서 유래되며, 예를 들어 C57BL/6, 129S3, C57BL/6J x 129 F1 하이브리드 등이 있습니다. 타겟 유전자 편집-Pro 기술의 적용은 지적재산권 분쟁, 복잡한 운영, 오프타겟 효과 등의 문제와 연결될 수 있습니다. 이러한 단점을 회피하고 기술 선택을 최적화할 수 있는 방법은 존재하는가?

BALB/c ES 세포 라인의 제한된 가용성을 극복하기 위한 두 가지 방법이 있습니다. 첫 번째 방법은 간접적인 접근입니다. C57BL/6 마우스에 ES 세포 타겟 기술을 적용한 후, 야생형 BALB/c 마우스와 10세대 이상 후속 교배를 수행하는 것입니다. 이는 시간과 비용이 많이 들며, 번식 및 식별에 많은 자원을 소모하는 방법입니다. 두 번째 방법은 BALB/c 유래 배아 줄기(ES) 세포의 증식 및 ES 세포 기반 유전자 타겟 모델 구축의 어려움을 직접 해결하는 것입니다. Cyagen은 2년 6개월에 걸쳐 여러 번의 BALB/c 균주 ES 세포를 선별하였으며, 생식능, 염색체 안정성, 다능성 등의 특성을 테스트하여, 타겟 유전자 모델 생성에 적합한 선별된 BALB/c 유래 ES 세포를 최종적으로 제공하였습니다. 고효율의 맞춤형 BALB/c 마우스 모델 제작 서비스가 필요하시다면, 문의 및 주문을 위해 저희에게 연락해 주십시오.

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