녹아웃(KO) 마우스 | Cyagen Korea

Cyagen은 매주에 업데이트하는 'Weekly Research Model' 칼럼을 통해 마우스 모델 한 가지를 소개하여 다양한 마우스 모델에 대한 이해를 돕고자 한다. 오늘 만나볼 마우스는 실험실에서 자주 사용되는 C57BL/6 마우스이다.

 

세계에서 가장 인기 있는 실험동물 중 하나로 C57BL/6은 바이오 의약 연구 분야에서 널리 사용되고 있다. C57BL/6, C57BL/6N과 C57BL/6J 간의 관계와 차이점은 무엇일까? 오늘 이들 사이의 관계와 차이를 정리해 고자 한다.

 

배경 기원  발전

1921년 C.C.Little이 Abby Lathrop 마우스를 이용해 여러 근교계를 inbreeding하고 57번인 수컷과 52번 암컷을 교배시켜 C57을 번식했다. 그중에서 털색이 검정색으로 고정된 마우스를 C57BL로 키웠고 BL은 영문 Black(검정색)의 약자이다.

 

1937년 Little은 유지하던 C57BL 부계를 분리하고 제6조의 아계(substrain)를 C57BL/6으로, 제10조의 아계(substrain)를 C57BL/10으로 명명했다.

 

1947년 미국의 Jackson Laboratory가 Little로부터 C57BL/6J를 도입하여  C57BL/6J로 명명하였으며 6J에서 J는 Jackson Laboratory를 가리킨다. 1951년 미국 국립보건연구원(National Institute of Health, NIH)이 Jackson Laboratory로부터 C57BL/6J 제32세대를 도입하고 아계 C57BL/6N을 형성하였으며 6N에서 N은 NIH를 가리킨다.

 

서로 다른 기관이 inbreeding한 C57BL/6N은 뒤에 표기가 추가되며, 예를 들어 1991년에 Taconic Farms가 C57BL/6N을 inbreeding하고 C57BL/6NTac로 명명했다.

 

현재 이미 수십 종의 C57BL/6 아계가 존재하며 주목할 만한 것은 C57BL/6N과 C57BL/6J사이에 차별이 있을 뿐만 아니라 서로 다른 기관이 제공한 C57BL/6N 또는 C57BL/6J 사이에도 차별이 있다는 것이며 이 점은 이미 관련 문헌을 통해 보고된 바가 있다.

 

C57을 실험 대상으로 선택하기 전에 C57BL/6의 특징을 이해해야 할뿐 더러 서로 다른 아계 간 차이도 이해해야 연구 방향과 목적을 결합해 어떤 마우스 선택이 적합한지를 확정할수 있다. 이는 우리에게 관련 문헌을 조회하여 서로 다른 아계의 차이를 이해하고 관련 연구를 진행한 학자들이 어떤 아계를 선택했는지 등을 종합적으로 고려할 것을 요구한다.

 

다음에 C57BL/6N C57BL/6J  존재하는 주요 차별점에 대해 알아보고자 한다.

 

1. 게놈 서열

C57BL/6N과 C57BL/6J 간 서열의 차이는 34개의 SNP(모노뉴클레오티드 다형성), 2개의 코드 small indels(삽입 또는 결핍 돌연변이), 146개의 비코딩 SNP, 54개의 비코딩 small indels를 포함한다.

 

2. 눈

C57BL/6N는 C57BL/6J에 비해 시력이 감퇴됐다. C57BL/6N은 안저에 흰 반점이 높은 빈도로 보였지만 C57BL/6J에는 없었다. 이는 C57BL/6N 마우스의 Crb1rd8 유전자 돌연변이와 연관이 있을 수 있으며 이 점은 관련 문헌 보도에서 Crb1가 포유류의 망막 외경계층의 온전성과 광수용체 형태의 발달에 필수라고 지적했다.

 

문헌에 보면 C57BL/6J와 C57BL/6N의 눈의 망막 동정맥 평균 수에 유의미한 차이가 있다고 밝혔으며 C57BL/6J의 평균 망막 동정맥 수가 C57BL/6N에 비해 더 크다.

 

C57BL/6J의 마우스는 소안 기형 및 기타 안과에 관련된 질병에 더 쉽게 걸린다.

 

3. 심혈관

비침습적 BP 측정(eslim_002)에서 C57BL/6J의 수축기압이 C57BL/6N에 비해 현저하게 높은 것으로 나타났고 C57BL/6N의 맥박수는 C57BL/6J에 비해 현저하게 높았다.

 

4. 신진대사

C57BL/6N와 C57BL/6J는 O2의 소모, CO2의 생성, 칼로리 면에서 일정한 차이가 있었다. C57BL/6J는 C57BL/6N에 비해 칼로리 생성이나 대사율이 낮았고 이 점은 암컷에서 더 현저하게 나타났다.

 

당 대사: C57BL/6J 마우스에서는 인슐린 베타세포의 인슐린 반응조절에 중요한 역할을 하는 Nnt 유전자(Nicotinamide Nucleotide Transhydrogenase) 엑손 7-11이 결핍되어 C57BL/6J의 내당성이 저하됐다. C57BL/6N에서 Pmch 유전자의 이소류신이 트레오닌으로 돌연변이되었고 높은 산소 소모량과 낮은 포도당 내당성으로 발현되었으나 순환 포도당의 당 수치와 정상 내당성은 C57BL/6J에 비해 높았다.

 

5. 신경, 행위와 감각

회전 실험: 1차 및 2차 표현형 감정에서 C57BL/6N의 운동 협응성이 현저하게 손상되었으며 이는 C57BL/6N에서 라이신이 메티오닌으로 돌연변이된 Adcy5 유전자와 연관이 있을 수 있다.

 

6. 임상 화학

C57BL/6J의 혈장 요소나 전해질 나트륨, 칼륨과 염화물이 C57BL/6N에 비해 유의미하게 높아졌다(P<0.05).

 

7. 면역 기능과 알레르기

Cheers와 McKenzie는 C57BL/6J가 리스테리아균 질병에 대한 저항성을 가지고 있음을 발견했다.

 

Nlrp12는 인간 자체 염증과 관련이 있으며 면역세포의 수송 및 사이토카인의 생성을 조절한다. C57BL/6J의 Nlrp12 유전자 C측에 풍부한 류신이 들어있는 중복구역에 돌연변이가 발생하여 아르기닌이 리신으로 돌연변이되면서 화학주성인자가 손상되고 면역세포 침윤과 병원체 제거가 손상되었다.

 

8. 청력

Ahl 유전자의 결실로 인해 두 종류의 마우스 모두에게 후기발병 난청(late-onset hearing loss)이 발생했고 나이에 연관된 청력 상실 관련 조직의 병리학적 변화는 내유모세포와 외유모세포의 파괴를 포함한다. C57BL/6 마우스도 소음에 따른 청력 손실에 더 취약해졌다.

 

상기 내용을 통해 이들의 관계와 차별점을 대략 이해하였을 것이다. 실험에 C57BL/6N 혹은 C57BL/6J 선택은 연구 내용과 마우스의 특성에 따라 결정해야 한다. 어떤 마우스를 선택해야 할지 고민될 경우 당사에 연락하여 문의해주기 바란다.

 

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Cyagen의 AI Knock-Out Mouse Model eBank에서는 16,000 strains 이상의 KO/cKO 마우스 모델을 보유하고 있으며, 연구자들의 연구 진행에 도움이 되도록 최적의 마우스 모델을 제공한다.  

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