당뇨병 신약 개발을 가속하는 인간화 마우스 모델: siRNA·항체·재생의료 전임상 평가
당뇨병은 현재 전 세계 성인 5억 8,900만 명 이상에게 영향을 미치고 있습니다. 환자는 매일 혈당을 자가 모니터링하고, 외인성 인슐린 치료와 약물 치료를 받으며, 심혈관 질환, 만성 신장 질환, 망막병증, 신경병증 등 심각한 합병증을 예방하거나 완화하기 위해 지속적인 관리가 필요합니다. 최근 역학 예측에 따르면 전 세계 당뇨병 유병 인구는 2050년까지 성인 약 8억 5,300만 명으로 증가할 것으로 예상됩니다 [1].
동시에 치료 혁신도 빠르게 진행되고 있습니다. 제1형 당뇨병(T1D)에서는 내인성 인슐린 생산을 회복하기 위한 줄기세포 유래 췌도 이식이 개발되고 있습니다. 제2형 당뇨병(T2D)에서는 siRNA 치료제가 새로운 대사 경로를 타겟으로 하고 있으며, 단클론 항체는 자가면역에 의한 췌장 β세포 파괴로부터 세포를 보호하기 위해 연구되고 있습니다. 또한 첨단 인간화 마우스 모델은 전임상 연구의 임상 전환 관련성을 높여 이러한 후보 치료제가 벤치에서 병상으로 이동하는 과정을 가속합니다.
오랫동안 새로운 당뇨병 치료제 개발은 실험용 마우스에 크게 의존해 왔습니다. 이러한 모델은 질병의 작동 방식을 이해하고 새로운 치료법을 시험하는 데 핵심적이었습니다.
오늘날 이러한 마우스 모델은 사람의 생리와 면역계를 더 잘 반영하도록 발전하고 있습니다. 사람에 가까운 모델은 초기 실험의 정확도를 높이며, 당뇨병을 실질적으로 변화시키거나 치료할 수 있는 전략을 찾는 연구를 지원합니다.
당뇨병 마우스 모델의 유산: ob/ob, db/db, NOD 마우스와 T1D/T2D 신약 개발
설치류 모델은 수십 년 동안 당뇨병 연구를 혁신해 왔습니다. 이들 모델은 사람 임상시험 이전에 인슐린 저항성, β세포 기능 장애, 비만, 자가면역 과정을 연구할 수 있게 했습니다.
대표적 모델에는 ob/ob 및 db/db 마우스가 있습니다. ob/ob 마우스는 1940년대 후반부터 1950년대 초반에 확인된 렙틴 유전자 자연 돌연변이에서 유래하며, 지속적인 과식, 극심한 비만, 심한 인슐린 저항성, 고혈당을 나타냅니다. 1966년경 발견된 db/db 마우스는 렙틴 수용체 돌연변이를 가지고 있으며, 비슷한 비만과 당뇨병을 보이지만 렙틴 수치가 높습니다. 일관된 고혈당과 신장 손상 등 합병증을 나타내므로 제2형 당뇨병 연구의 핵심 모델로 사용되어 왔습니다.
이러한 단일 유전자 모델은 에너지 균형과 인슐린 신호 전달 타겟의 검증에 중요한 역할을 했습니다. 1990년대 ob/ob 연구는 렙틴 발견으로 이어졌고, 인슐린 감작제, 혈당 강하제, 지방 조직 염증, 합병증 평가에도 활용되었습니다. 다유전자성 사람 제2형 당뇨병을 완전히 재현하지는 못하고 일부 합병증 및 상처 치유에서 차이가 있지만, 초기 약물 효능 평가와 기전 연구를 위한 빠르고 재현성 높은 플랫폼을 제공하여 인크레틴 및 대사 치료제 개발을 지원했습니다.
제1형 당뇨병(T1D)에서는 Non-Obese Diabetic(NOD) 마우스와 스트렙토조토신(STZ) 유도 모델이 특히 큰 영향을 미쳤습니다. 1974년 일본에서 개발된 NOD 마우스는 MHC class II 대립유전자를 포함한 여러 유전자에 의해 구동되는 자가면역성 췌도염과 β세포 파괴를 자연적으로 발생시킵니다 [4].
이는 사람 T1D에서 보이는 면역 과정을 비교적 잘 반영합니다. STZ는 β세포 독성을 통해 인슐린 결핍을 유도하며, 대체 치료와 보호 전략을 시험하는 데 널리 사용되어 왔습니다.
이 모델들은 면역조절, 췌도 이식, β세포 보존 연구를 오랫동안 지원했으며, T1D 발병을 지연시키는 항-CD3 단클론 항체 teplizumab과 같은 치료제 개발에도 기여했습니다 [5].
당뇨병 마우스 모델의 진화: 자연 돌연변이에서 인간화 시스템으로
초기 모델은 alloxan 또는 STZ와 같은 화학 유도제와 자연 돌연변이에 의존했습니다. 이후 연구자들은 고지방식이 같은 식이 유도 접근법과 형질전환 및 Knockout(KO) 마우스를 포함한 유전자 변형 시스템으로 이동했습니다. 이러한 모델은 사람의 생활습관 요인과 특정 분자 경로에 대한 관련성을 높였습니다.
하지만 마우스와 사람 사이의 대사, 면역 기능, 질병 진행 차이는 임상 결과 예측을 제한했습니다. 이에 따라 사람 유전자, 세포 또는 면역계를 포함하는 인간화 마우스 모델이 등장하여 사람 치료제 평가의 전임상 관련성을 향상시키고 있습니다.
당뇨병 치료 혁신(2025–2026): siRNA, 항체, 줄기세포 재생
당뇨병 분야는 증상 관리에서 질병 조절 및 재생 접근으로 전환되고 있습니다.
T2D에서는 retatrutide와 같은 인크레틴 다중 작용제가 강력한 혈당 조절과 심장·신장 보호 효과를 계속 보여주고 있으며, 경구 GLP-1 약물과 주 1회 기저 인슐린도 개발되고 있습니다. 새로운 타겟에는 INHBE가 포함됩니다. Wave의 WVE-007 GalNAc-siRNA는 제1상에서 체성분 및 심장대사 지표 개선 가능성을 보였고, T2D 환자를 포함한 제2a상 반복투여 연구는 2026년 2분기에 시작될 예정입니다 [6]. Junevity의 JUN_01 siRNA는 대사 리프로그래밍을 위한 치료제로 2026년 하반기 first-in-human 시험 진입을 목표로 하며, 전임상 데이터는 T2D에서 인슐린 감수성과 혈당 조절 개선을 뒷받침합니다 [7]. siRNA 치료제는 GalNAc 전달을 통해 낮은 투여 빈도로 강력하고 지속적인 유전자 사일런싱을 가능하게 하며, PTP1B 및 TXNIP 같은 타겟으로 확장되어 인슐린 신호 개선과 β세포 보호를 목표로 합니다 [8].
항체 치료에서는 teplizumab이 T1D 발병을 지연시키고, tegoprubart와 같은 타겟 제제는 더 안전한 췌도 이식을 지원하고 있습니다. 2026년 데이터에서는 높은 인슐린 비의존율이 보고되었습니다 [9]. 또한 β세포를 직접 보호하는 새로운 단클론 항체도 탐색되고 있습니다.
재생 접근은 혁신을 이끌고 있습니다. Vertex의 zimislecel 줄기세포 유래 췌도는 제3상으로 진행 중이며, 2026년 규제 제출을 목표로 하고 있습니다 [10]. Sana의 저면역원성 췌도와 개선된 캡슐화 장치는 T1D에서 면역억제 필요성을 줄이는 것을 목표로 합니다 [11].
siRNA 및 생물학적 제제 개발에서 인간화 마우스가 필수인 이유
기존 마우스 모델은 특히 면역 치료, 유전자 타겟 약물, 생물학적 제제에서 사람 반응을 예측하는 데 한계가 있습니다. small-interfering RNA(siRNA) 치료제는 작용 기전이 엄격하게 서열 특이적이므로 완전 인간화 유전체 마우스 모델이 필요합니다. 고분자 생물학적 제제도 종간 서열 차이로 인해 타겟 결합 친화도가 낮아질 수 있으므로, 인간화 타겟 유전자를 가진 마우스가 요구됩니다. 인간화 마우스 모델은 핵심 마우스 유전자를 사람 대응 유전자로 대체하거나 기능적 사람 면역계와 세포를 도입함으로써 이러한 한계를 극복합니다. 당뇨병 연구가 고정밀·서열 의존적 치료 모달리티로 이동하고 있는 만큼, 이는 특히 중요합니다.
Cyagen의 당뇨병 관련 인간화 마우스 모델: 전임상 연구의 임상 전환 정확도를 높이는 첨단 도구
이러한 기술적 전환의 대표적 예가 INHBE와 같은 새로운 대사 타겟에 대한 업계 관심 증가입니다. Wave Life Sciences의 GalNAc-siRNA(WVE-007)와 같은 혁신 후보물질의 경우, 전임상 환경에서 서열 의존적 기전을 검증하려면 정확한 유전적 일치가 필요합니다.
Cyagen은 첨단 대사 연구를 위해 설계된 즉시 사용 가능한 인간화 및 당뇨병 관련 마우스 모델 포트폴리오를 통해 이러한 필요에 직접 대응합니다. 신뢰성, 일관성, 높은 임상 전환 가치를 바탕으로 설계된 이 모델들은 면역치료, 유전자 편집, RNA 타겟 접근법 전반에서 새로운 치료제 평가를 더 효과적으로 수행할 수 있게 합니다.
아래 표는 Cyagen의 주요 당뇨병 마우스 모델을 보여줍니다.
| 제품 번호 | 모델명 | 당뇨병 영향 경로 | 경로 카테고리 |
|---|---|---|---|
| C001368 | Lep-KO(ob/ob) | 렙틴 결핍 모델 | 기반 모델 |
| C001421 | huGLP-1R | 인크레틴 및 글루카곤 경로 | GLP-1, GIP 및 글루카곤 경로는 포도당 항상성의 핵심이며, 인슐린 분비와 혈당 조절을 조절하는 치료제의 정밀 평가에 유용합니다. |
| C001858 | hGIPR | 인크레틴 및 글루카곤 경로 | GLP-1, GIP 및 글루카곤 경로는 포도당 항상성의 핵심이며, 인슐린 분비와 혈당 조절을 조절하는 치료제의 정밀 평가에 유용합니다. |
| C001723 | huGCGR | 인크레틴 및 글루카곤 경로 | GLP-1, GIP 및 글루카곤 경로는 포도당 항상성의 핵심이며, 인슐린 분비와 혈당 조절을 조절하는 치료제의 정밀 평가에 유용합니다. |
| C001601 | huGLP-1R/Lep-KO(ob/ob) | 인크레틴 및 글루카곤 경로 | GLP-1, GIP 및 글루카곤 경로는 포도당 항상성의 핵심이며, 인슐린 분비와 혈당 조절을 조절하는 치료제의 정밀 평가에 유용합니다. |
| C001599 | hGLP-1R/hGIPR | 인크레틴 및 글루카곤 경로 | GLP-1, GIP 및 글루카곤 경로는 포도당 항상성의 핵심이며, 인슐린 분비와 혈당 조절을 조절하는 치료제의 정밀 평가에 유용합니다. |
| C001939 | huGLP-1R/hGIPR/huGCGR | 인크레틴 및 글루카곤 경로 | GLP-1, GIP 및 글루카곤 경로는 포도당 항상성의 핵심이며, 인슐린 분비와 혈당 조절을 조절하는 치료제의 정밀 평가에 유용합니다. |
| C001785 | huGCGR/huGLP-1R | 인크레틴 및 글루카곤 경로 | GLP-1, GIP 및 글루카곤 경로는 포도당 항상성의 핵심이며, 인슐린 분비와 혈당 조절을 조절하는 치료제의 정밀 평가에 유용합니다. |
| I001187 | hDPP4 | 인크레틴 및 글루카곤 경로 | GLP-1, GIP 및 글루카곤 경로는 포도당 항상성의 핵심이며, 인슐린 분비와 혈당 조절을 조절하는 치료제의 정밀 평가에 유용합니다. |
| I001188 | hDPP4(2) | 인크레틴 및 글루카곤 경로 | GLP-1, GIP 및 글루카곤 경로는 포도당 항상성의 핵심이며, 인슐린 분비와 혈당 조절을 조절하는 치료제의 정밀 평가에 유용합니다. |
| I001189 | hDPP4(BALB/c) | 인크레틴 및 글루카곤 경로 | GLP-1, GIP 및 글루카곤 경로는 포도당 항상성의 핵심이며, 인슐린 분비와 혈당 조절을 조절하는 치료제의 정밀 평가에 유용합니다. |
| C001622 | huKLB | FGF21 신호 경로 | FGF21은 인슐린 감수성과 지질 대사를 높이는 대사 호르몬이며, FGFR1c와 KLB를 포함한 인간화 모델은 비만 및 제2형 당뇨병 연구를 지원합니다. |
| C001684 | hFGFR1c | FGF21 신호 경로 | FGF21은 인슐린 감수성과 지질 대사를 높이는 대사 호르몬이며, FGFR1c와 KLB를 포함한 인간화 모델은 비만 및 제2형 당뇨병 연구를 지원합니다. |
| C001685 | huFGF21 | FGF21 신호 경로 | FGF21은 인슐린 감수성과 지질 대사를 높이는 대사 호르몬이며, FGFR1c와 KLB를 포함한 인간화 모델은 비만 및 제2형 당뇨병 연구를 지원합니다. |
| C001911 | huALK7(ACVR1C) | ALK7/INHBE 경로 | TGF-β 신호에 속하는 ALK7(ACVR1C) 수용체와 INHBE 리간드는 지방 축적과 에너지 소비를 조절하며, 당뇨병 및 비만의 새로운 대사 타겟 연구를 지원합니다. |
| C001994 | huALK7/huINHBE | ALK7/INHBE 경로 | TGF-β 신호에 속하는 ALK7(ACVR1C) 수용체와 INHBE 리간드는 지방 축적과 에너지 소비를 조절하며, 당뇨병 및 비만의 새로운 대사 타겟 연구를 지원합니다. |
| C001709 | hALK7(ACVR1C) | ALK7/INHBE 경로 | TGF-β 신호에 속하는 ALK7(ACVR1C) 수용체와 INHBE 리간드는 지방 축적과 에너지 소비를 조절하며, 당뇨병 및 비만의 새로운 대사 타겟 연구를 지원합니다. |
| C001533 | huINHBE | ALK7/INHBE 경로 | TGF-β 신호에 속하는 ALK7(ACVR1C) 수용체와 INHBE 리간드는 지방 축적과 에너지 소비를 조절하며, 당뇨병 및 비만의 새로운 대사 타겟 연구를 지원합니다. |
| C001600 | huINHBE/Lep-KO | ALK7/INHBE 경로 | TGF-β 신호에 속하는 ALK7(ACVR1C) 수용체와 INHBE 리간드는 지방 축적과 에너지 소비를 조절하며, 당뇨병 및 비만의 새로운 대사 타겟 연구를 지원합니다. |
| C001549 | DIO-B6-M | 대사 이상 모델 | 식이 유도 비만 및 유전적 결함에 따른 대사 조절 이상, 이상지질혈증, 당뇨병 합병증을 포착하는 모델입니다. |
| C001859 | Gpr75-KO | 대사 이상 모델 | 식이 유도 비만 및 유전적 결함에 따른 대사 조절 이상, 이상지질혈증, 당뇨병 합병증을 포착하는 모델입니다. |
| C001392 | Ldlr-KO | 대사 이상 모델 | 식이 유도 비만 및 유전적 결함에 따른 대사 조절 이상, 이상지질혈증, 당뇨병 합병증을 포착하는 모델입니다. |
| C001778 | Alms1-del(c.3802-3812) | 대사 이상 모델 | 식이 유도 비만 및 유전적 결함에 따른 대사 조절 이상, 이상지질혈증, 당뇨병 합병증을 포착하는 모델입니다. |
| IAPP, RAMP1, RAMP2, RAMP3, SLC30A8, GRB14, NK2R 등을 포함한 추가 타겟의 인간화 모델도 현재 개발 중입니다. | |||
포괄적 in vivo 대사 CRO 서비스: 당뇨병 연구를 빠르게 임상으로 연결하는 엔드투엔드 플랫폼
Cyagen은 당뇨병 및 대사 관련 질환 전용의 첨단 in vivo 대사 연구 플랫폼과 전 범위 CRO 서비스도 제공합니다. 체중, 섭식량, 음수량, 임상 증상의 일일 모니터링, OGTT, IPITT, GTT/ITT, 대사 케이지 표현형 분석, MRI 기반 체성분 분석, 종합 혈액 생화학 및 DCA HbA1c 측정, 근기능 검사, HE 및 PAS 염색을 포함한 조직·병리 분석 등 견고한 약리 및 약물 효능 평가 서비스를 엔드투엔드로 제공합니다.
다음은 Cyagen의 엔드투엔드 당뇨병 연구 플랫폼에서 Tirzepatide의 효능을 보여주는 대표 결과입니다.
문의하기를 통해 Cyagen이 수행한 성공 연구 사례를 더 확인하실 수 있습니다.
결론: 첨단 마우스 모델과 풀서비스 CRO를 활용해 당뇨병 신약 개발 가속화
지난 50여 년 동안 마우스 모델은 인슐린 감작제부터 면역조절제까지 현재 임상에서 사용되는 주요 당뇨병 치료제 개발에 필수적이었습니다. 분야가 siRNA, 단클론 항체, 줄기세포 유래 췌도와 같은 질병 조절 및 재생 접근으로 이동하면서, 첨단 인간화 마우스 모델은 임상 전환 정확도를 높이고 연구 진행을 가속하는 데 필수적인 도구가 되었습니다. Cyagen의 전문 당뇨병 모델과 풀서비스 CRO 플랫폼은 벤치 발견을 더 빠르게 병상 치료로 연결하도록 연구자를 지원합니다.
원스톱 마우스 모델 검색 플랫폼: MouseAtlas
MouseAtlas는 KO 마우스부터 humanized mouse까지, 유전자명이나 제품 모델명으로 검색할 수 있는 플랫폼입니다. 생체 마우스 여부와 정자 동결 보존 상태, 실시간 재고 현황, 검증 데이터, 상세 설명을 직관적으로 확인할 수 있으며 직접 주문도 가능합니다. 사내 제품 관리 시스템과 연동되어 최신 정보가 지속적으로 업데이트되고 있으며, 현재 39,000종 이상의 모델 마우스를 수록하고 있습니다. 연구자에게 매우 유용한 원스톱 솔루션입니다.
싸이아젠(Cyagen) 소개
Cyagen Biosciences Inc.는 2006년 의약품 개발 업무 수탁 기관 및 세포 관련 제품 제조사로 설립되었습니다. 현재 전 세계에 1000명 이상의 임직원이 근무하고 있습니다. 본사는 미국 캘리포니아 실리콘밸리에 있으며, 중국 쑤저우와 광저우에 제조 거점을 두고 있습니다. 유전자 변형 동물 모델 제작 분야의 선도 기업으로서 합리적인 가격대의 고품질 시약과 도구를 제공합니다. 싸이아젠(Cyagen)은 마우스 모델 제공뿐 아니라 안과학, 신경과학, 종양면역 등 다양한 분야에서 계약 연구 기관(CRO) 서비스도 제공합니다. 우리는 유전 질환 연구를 지원하고 유전자 치료제 개발을 촉진하는 것을 목표로 합니다.
FAQ
당뇨병 연구에서 인간화 마우스 모델이 중요한 이유는 무엇입니까?
siRNA와 항체 의약품 같은 정밀 치료제는 타겟 유전자 서열이나 단백질 구조에 크게 의존합니다. 인간화 마우스는 주요 마우스 유전자를 사람 대응 유전자로 대체하여 인간 특이적 결합, 유전자 사일런싱, 약물 효능 평가를 더 정확하게 수행할 수 있는 전임상 플랫폼을 제공합니다.
ob/ob, db/db, NOD 마우스는 지금도 유용합니까?
유용합니다. ob/ob 및 db/db 마우스는 비만, 인슐린 저항성, 고혈당, 당뇨병 합병증의 초기 약물 효능 평가에 널리 사용됩니다. NOD 마우스와 STZ 유도 모델은 제1형 당뇨병의 자가면역, β세포 파괴, 면역조절 치료, 이식 연구에서 중요합니다.
Cyagen의 대사 CRO 플랫폼에서는 무엇을 평가할 수 있습니까?
체중, 섭식량과 음수량, 임상 증상, OGTT, IPITT, GTT/ITT, 대사 케이지, MRI 기반 체성분 분석, 혈액 생화학, DCA HbA1c, 근기능 검사, HE/PAS 염색을 포함한 병리 분석 등 당뇨병 및 대사 질환 연구에 필요한 in vivo 약물 효능 평가를 통합적으로 지원합니다.
참고문헌
[1] Genitsaridi I, Salpea P, Salim A, Sajjadi SF, Tomic D, James S, Thirunavukkarasu S, Issaka A, Chen L, Basit A, Luk AOY, Ma RCW, Mbanya JC, Ramachandran A, Wild SH, Duncan BB, Boyko EJ, Magliano DJ. 11th edition of the IDF Diabetes Atlas: global, regional, and national diabetes prevalence estimates for 2024 and projections for 2050. Lancet Diabetes Endocrinol. 2026 Feb;14(2):149-156.
[2] Singh A, Afshan N, Singh A, Singh SK, Yadav S, Kumar M, Sarma DK, Verma V. Recent trends and advances in type 1 diabetes therapeutics: A comprehensive review. Eur J Cell Biol. 2023 Jun;102(2):151329.
[3] Suriano F, Vieira-Silva S, Falony G, Roumain M, Paquot A, Pelicaen R, Régnier M, Delzenne NM, Raes J, Muccioli GG, Van Hul M, Cani PD. Novel insights into the genetically obese (ob/ob) and diabetic (db/db) mice: two sides of the same coin. Microbiome. 2021 Jun 28;9(1):147.
[4] Wong FS, Pearson JA, Wen L. Is the NOD mouse a good model for type 1 diabetes? Diabetologia. 2026 Jan;69(1):3-19.
[5] Chatenoud L, Thervet E, Primo J, Bach JF. Anti-CD3 antibody induces long-term remission of overt autoimmunity in nonobese diabetic mice. Proc Natl Acad Sci U S A. 1994 Jan 4;91(1):123-7.
[6] Wave Life Sciences Ltd. Wave Life Sciences Announces Positive Interim Phase 1 Data from INLIGHT. 2026 Mar 26.
[7] Junevity. Junevity Expands Seed Funding to $20 Million for Cell Reprogramming with siRNA. Business Wire; 2025 Dec 3.
[8] Khan MT, Al-Dhaleai RE, Alayadhi SM, Alhalwachi Z, Butler AE. The Role of Gene Therapy and RNA-Based Therapeutic Strategies in Diabetes. Int J Mol Sci. 2025 Oct 22;26(21):10264.
[9] Eledon Pharmaceuticals, Inc. Eledon Announces Updated Data from Investigator-Initiated Islet Transplant Trial of Tegoprubart in Patients with Type 1 Diabetes at UChicago Medicine. 2026 Mar 16.
[10] Vertex Pharmaceuticals Incorporated. Vertex Provides Pipeline and Business Updates in Advance of Upcoming Investor Meetings. 2026 Jan 11.
[11] Sana Biotechnology, Inc. Sana Biotechnology Announces Continued Positive Clinical Results Through 14 Months from Type 1 Diabetes Study of Islet Cell Transplantation Without Immunosuppression. 2026 Mar 13.
