다발성 경화증(MS) 마우스 모델

다발성 경화증(MS) 연구용 동물 모델의 중요성

다발성 경화증(MS)과 같은 복합 질환의 경우, 동물 모델은 연구자들이 인간 환자에게서는 불가능한 방식으로 질환의 원인이 되는 다양한 요인을 체계적으로 연구할 수 있게 해주기 때문에 매우 중요합니다. 또한 동물 모델은 잠재적 치료법의 시험 장소로도 활용됩니다. 하지만 동물 모델을 필수적으로 만드는 질환의 복잡성은 동물 모델이 인간 MS의 일부 측면만 반영할 수 있다는 것을 의미하기도 합니다.

유도 모델

실험적 자가면역 뇌척수염(EAE)은 탈수초 질환의 가장 오래된 모델¹이며 MS에 대한 인간 치료법 발견에 기여해왔습니다. 하지만 EAE는 동물 모델에서 발견된 결과를 인간 질환, 특히 약물 시험과 연결하는 것을 어렵게 만드는 단점이 존재합니다². EAE를 유도하기 위해 연구자들은 미엘린에 대한 T세포 매개 면역 반응을 자극하는데, 이는 중추신경계(CNS)의 염증 반응과 탈수초를 유발합니다. EAE의 병태생리학이 MS와 잠재적으로 매우 다를 뿐만 아니라, EAE가 유도 모델이기 때문에 데이터는 실험 수행 방식에 크게 의존합니다³.

바이러스 모델

엡스타인-바 바이러스(EBV) 감염은 MS 감수성과 관련된 환경 요인으로 확인되었으며, 다른 바이러스 역시 기여할 가능성이 높습니다^4,5. 많은 연구자들이 쥐의 뇌 내에 타일러 쥐 뇌척수염 바이러스(TMEV)를 주사하여 마우스에서 탈수초 질환을 유발하는 연구를 진행해왔습니다. 바이러스에 의해 유도됨에도 불구하고, 이러한 모델의 병리는 바이러스의 직접적인 효과가 아닌 면역계에 의해 매개됩니다. 또한 질환 경과가 만성 진행성 MS에서 관찰되는 것과 유사하여 이러한 바이러스 모델은 MS 연구에 매우 유용합니다⁶.

유전자 모델

최근 형질전환 마우스가 MS 연구의 전면에 부상했습니다. 기존 동물 모델과 달리 일부 형질전환 마우스 모델은 자발적으로 탈수초 질환을 발생시켜 MS의 핵심 측면을 모방할 수 있습니다. 두 개의 독립된 연구 그룹이 미엘린 희소돌기아교세포 당단백질(MOG)을 모두 인식하는 T세포 수용체와 B세포 수용체를 모두 발현하는 거의 동일한 이중 형질전환 마우스 모델을 제작했습니다^7-9. 이러한 마우스의 약 절반은 자발적으로 MS 유사 질환을 발생시킵니다.

인간화 마우스 모델 역시 최근 몇 년간 강력한 MS 모델로 자리 잡았습니다. 예를 들어, MS와 관련된 인간 백혈구 항원(HLA) 유전자 변이를 발현하는 마우스는 EAE 유도 실험에 활용될 수 있으며, 그 결과를 인간의 MS에 더 직접적으로 적용할 수 있습니다¹⁰.

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참고문헌

1. Wolf A, Kabat EA, Bezer AE. (1947) The pathology of acute disseminated encephalomyelitis produced experimentally in the rhesus monkey and its resemblance to human demyelinating disease. J Neuropathol Exp Neurol. 6:333-57.
2. Sriram S, Steiner I. (2005) Experimental allergic encephalomyelitis: a misleading model of multiple sclerosis. Ann Neurol. 58:939-45.
3. Amor S, Baker D. (2012) Checklist for reporting and reviewing studies of experimental animal models of multiple sclerosis and related disorders. Mult Scler Relat Disord. 1:111-5.
4. De Jager PL, Simon KC, Munger KL, Rioux JD, Hafler DA, Ascherio A. (2008) Integrating risk factors: HLA-DRB1* 1501 and Epstein-Barr virus in multiple sclerosis. Neurology. 70:1113–1118.
5. Ascherio A, Munger KL. (2007) Environmental risk factors for multiple sclerosis. Part I: the role of infection. Ann Neurol. 61:288–299.
6. Denic A, Johnson AJ, Bieber AJ, Warrington AE, Rodriguez M, Pirko I. (2011) The relevance of animal models in multiple sclerosis research. Pathophysiology. 18:21-9.
7. Ransohoff RM. (2006) A mighty mouse: building a better model of multiple sclerosis. J Clin Invest. 116:2313-6.
8. Krishnamoorthy G, Lassmann H, Wekerle H, Holz A. (2006) Spontaneous opticospinal encephalomyelitis in a double-transgenic mouse model of autoimmune T cell/B cell cooperation. J Clin Invest. 116:2385-92.