CAST 마우스 모델: 향후 코로나19 발병을 위한 중요한 도구

잭슨 연구소와 트뤼도 연구소의 연구원들은 유전자 변형 없이도 중증 COVID-19에 걸리기 쉬운 최초의 마우스 균주를 식별했습니다. Scientific Reports 에 보고된 이 개발은 감염병 연구의 중요한 진전을 나타내며, 미래의 코로나바이러스 변종과 잠재적 팬데믹에 대한 백신과 치료제를 개발하는 데 필수적인 도구를 제공합니다.

유전적으로 다양한 8종의 마우스 균주를 포함하는 연구 패널의 일부인 CAST/EiJ 마우스는 베타, 오미크론, 델타 변종을 포함하여 SARS-CoV-2 감염에 대한 심각한 반응으로 두드러진다. 다른 균주는 회복되거나 가벼운 증상을 보였지만, CAST 마우스는 급성 질환을 보였으며, 이는 바이러스에 대한 고유한 감수성을 강조합니다.

"대부분의 마우스 균주는 SARS-CoV-2 변종에 감염되어도 증상이 미미하지만, CAST 마우스는 치명적인 반응을 보여 바이러스의 영향을 연구하고 차세대 치료법을 테스트하는 데 귀중한 자원이 됩니다." JAX의 과학 책임자 겸 교수이자 이 연구의 수석 저자 중 한 명인 나디아 로젠탈의 말입니다.

원래 카스타니아 섬에서 수집되어 1971년 JAX로 옮겨진 CAST 마우스는 유전적으로 순수한 계통을 유지하기 위해 JAX에서 사육되었으며, 마우스 게놈에 가능한 한 충실한 모델을 만들었습니다. 이러한 특성으로 인해 깨끗한 유전적 배경에서 중증 COVID-19 증상을 조사하는 데 이상적인 모델이 되었습니다.

이 쥐들은 폐에 높은 바이러스 부하를 가지고 있을 뿐만 아니라 심각한 폐 손상을 보이며, 이는 중증 COVID-19 환자에서 보이는 종류의 과염증 반응을 반영합니다. 이 독특한 균주는 연구자들에게 뇌 감염 없이 바이러스에 대한 인간의 반응과 매우 유사한 모델을 제공합니다. 이는 이전 COVID-19 모델에서 문제가 되었습니다.

항바이러스 치료를 사용한 초기 시험은 유망한 결과를 보여 CAST 마우스의 생존율을 높이고 미래 코로나바이러스 발병에 대한 치료법 개발에서 그들의 역할에 대한 희망을 불러일으켰습니다. 새로운 변종이 계속 출현함에 따라 CAST 마우스 모델은 대응을 가속화하고 궁극적으로 생명을 구할 수 있는 통찰력을 제공할 준비가 되었습니다.

마우스 모델의 다양성은 새로운 관점을 제공하다

이 연구에서는 A/J, B6J, CAST, 129S1, NSG, NZO, PWK, WSB를 포함한 유전적으로 다양한 8가지 마우스 균주를 조사했으며, 1형 및 2형 당뇨병 감수성, 비만, 마른 체형과 같은 특성을 포함했습니다. 이러한 다양한 유전적 배경 덕분에 팀은 바이러스 감수성의 차이를 발견할 수 있었습니다.

Rosenthal과 JAX의 연구 프로젝트 책임자이자 이 연구의 첫 번째 저자인 Candice Baker는 8가지 모든 마우스 균주로 시작해서 CAST 마우스가 Sars-CoV-2 감염에 매우 취약한 마우스로 두드러졌다는 것을 발견했습니다. CAST 마우스는 회복되지 않았지만, 일부 균주는 회복했지만 장기 COVID와 유사한 잔여 증상을 보였습니다.

"CAST 마우스는 우리에게 COVID-19의 급성 증상에 대한 통찰력을 제공했지만, 이제 우리는 장기적인 효과를 살펴볼 것입니다."라고 베이커는 말했습니다.

후속 작업에서 로젠탈과 베이커는 같은 8마리의 쥐 패널을 이용해 장기적인 영향을 조사할 계획입니다.

COVID-19 연구의 초기 과제 극복

팬데믹이 시작되었을 때, 전통적인 마우스 모델은 SARS-CoV-2 연구에 적합하지 않았습니다. 왜냐하면 그들의 세포에는 바이러스가 결합하는 데 필요한 수용체가 없기 때문입니다. 2023년, JAX와 NIH의 Rocky Mountain Laboratories에 있는 Rosenthal과 그녀의 팀은 이 문제를 해결하기 위해 이러한 수용체의 인간 버전으로 조작된 마우스를 사용했지만, 그 결과 발생한 감염은 지나치게 심각했고 인간 반응의 스펙트럼을 모방하지 못했습니다.

다양한 균주와 유전자 조작된 마우스를 교배하여 Rosenthal의 팀은 인간과 유사한 다양한 반응을 복제했습니다. 하지만 이러한 조작된 인간 수용체가 항상 임상적으로 관련된 질병 표현형을 나타내는 것은 아닙니다. CAST 마우스는 매우 귀중한데, 유전적 배경이 인공적인 수용체 변형을 피하고, 중증 COVID-19를 연구하기에 더 자연스러운 모델이 되기 때문입니다.

"CAST 마우스는 COVID-19 연구를 혁신하고 미래의 도전에 대비할 준비가 되어 있습니다."라고 로젠탈은 말했습니다. "마찬가지로, 이 연구는 과학에서 유전적 다양성의 중요한 역할을 강화합니다."

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/12/241206162112.htm