연령 관련 황반변성으로 인한 시력 상실
01 노화 관련 망막변성은 무엇입니까?
노화 관련 망막변성(AMD)은 노인에서 영구적이고 되돌릴 수 없는 시력 저하의 주요 원인입니다. 망막의 퇴행성 질환으로, 환자의 중심 시력을 저하시키며, 독서, 운전, 얼굴 및 색상 인식과 같은 시각 기능에 영향을 미칩니다. 그러나 초기 또는 중간 단계의 AMD를 가진 많은 환자는 증상이 없기 때문에 시력이 매우 흐려질 때까지 질환이 있다는 것을 인지하지 못합니다. 망막변성은 다인자성 질환으로, 관련 메커니즘은 여전히 탐구 중이지만, 장기간의 빛 손상, 유전적 요인, 대사 이상, 만성 염증, 면역 반응 등 다양한 요인이 AMD의 발생에 기여할 수 있습니다.
02 두 가지 다른 유형의 AMD
AMD는 임상적으로 두 가지 주요 유형으로 나뉘며, 건성(비출수성 또는 위축성) AMD와 습성(출수성 또는 신생혈관성) AMD입니다. 건성 AMD는 망막하 드루젠 침착과 지리적 위축을 특징으로 하며, 습성 AMD는 망막하 신생혈관 형성과 망막 손상을 특징으로 합니다.
건성 AMD는 망막 색소상피의 변화를 초래하며, 일반적으로 어두운 핀점 형태의 병변으로 나타납니다. 병태생리는 광수용체, 망막 색소상피(RPE), 그리고 코리오카필라리층의 천천히 진행되는 위축입니다. 간단한 비유로, 나이 반점과 유사한 것이 망막 부위에 생기는 것으로, 드루젠이라 불립니다. 이러한 드루젠은 중심 시력 상실을 유발할 수 있지만, 완전한 실명을 유발하지는 않습니다. 건성 AMD는 초기에 증상이 없으며, 점진적인 양안 시력 저하와 시각 왜곡을 동반하는 비교적 느린 진행 경과를 보입니다.
습성 AMD는 망막 아래에서 비정상적인 혈관이 형성되는 과정인 망막하 신생혈관 형성(Choroidal neovascularization)을 통해 발병합니다. 습성 AMD는 빠르게 진행되며, 적절한 치료가 이루어지지 않으면 짧은 기간 내에 시력이 급격히 저하되며, 심지어 실명에 이를 수 있습니다.
03 AMD 마우스 모델의 구축
AMD 동물 모델의 구축은 병태생리학을 깊이 이해하는 데 매우 중요한 의미를 가집니다. Cyagen은 유전자 편집, 레이저 모델링, 약물 유도 등 다양한 방법을 통해 AMD 동물 모델을 제공할 수 있습니다.
1. 망막 신생혈관 모델: 인간화 VEGF 과발현 전전자 마우스
Cyagen이 신생혈관성 AMD 질환을 위해 개발한 인간화 VEGF(hVEGF) 과발현 전전자(TG) 마우스 모델은 자발적으로 관련 병리학적 변화를 나타내며, 눈 구조가 유지된 상태에서 명확한 병변이 나타납니다. 이 모델은 신생혈관성 AMD 질환의 약물 평가 및 관련 연구에 활용될 수 있습니다.
그림 1. 인간화 VEGFA 과발현 마우스(TG)의 구축 전략 개요도입니다.
그림 2. 6주령 및 7주령 hVEGF 전전자 마우스(F0 세대, TG)의 FFA 결과; F0 세대 hVEGF 마우스의 눈은 FFA 검사에서 명확한 국소적 플루오레세인 누출과 명확한 혈관 병변이 관찰되었습니다. 병변은 나이가 들수록 지속되었습니다.
그림 3. 6주령 hVEGF 마우스(F0 세대, TG)의 광학 간섭 단층 촬영(OCT) 결과; 동일 연령의 C57BL/6J 마우스와 비교하여 F0 세대 hVEGF 마우스는 OCT 검사에서 망막 근접 망막하층의 국소적 구조적 이상이 관찰되었습니다.
그림 4. 6주령 hVEGF 마우스(F0 세대, TG)의 전기망막도(ERG) 결과; 동일 연령의 C57BL/6J 마우스와 비교하여 F0 세대 hVEGF 마우스의 ERG 결과에는 유의미한 차이가 없었으며, 이는 현재 병변 정도가 광수용체에 영향을 미치지 않았음을 의미합니다.
2. 레이저 유도 망막하 신생혈관 모델(신생혈관성 AMD)
전통적인 레이저 광응고를 통해 Cyagen은 레이저를 이용하여 외막망막과 브룩스 막을 파괴함으로써 망막하 신생혈관 형성(CNV)을 유도합니다. 이는 신생혈관성 AMD(즉, 습성 망막변성)에서 관찰되는 대표적인 병리학적 특징을 모방합니다. CNV의 발생률은 안저 플루오레세인 혈관조영술(FFA), OCT 촬영 및 병리 조직 슬라이드 관찰을 통해 평가할 수 있습니다.
그림 5. 레이저 유도 CNV(망막하 신생혈관 형성) 결과는 안저 레이저 광응고를 통해 RPE 및 브룩스 막에 표적 손상을 유도하여 혈관 형성을 유도한 것으로, 신생혈관성 AMD에서 관찰되는 대표적 병리학적 특징을 모방합니다. 수술 후 3일째 실시한 FFA에서는 자극된 부위에서 명확한 플루오레세인 누출과 명확한 윤곽이 관찰되었으나, 유전자 편집(전전자) 모델과 비교하여 병변이 더 짧은 시간 동안 지속되어, 수술이 더 어려우며 반복성이 낮습니다.
그림 6. 유리체 내 주사로 투여한 Aflbercept의 효과 검증 결과가 위 그림에 나타나 있습니다.
그림 7. OCT 검사 결과, Aflibercept 주사 후 D7 및 D14일에 L-CNV 병변 부피가 PBS 주사 대조군의 데이터보다 유의미하게 감소하였습니다.
3. 약물 유도 건성 AMD 모델: 나트륨 요오드화물 NaIO3 유도 건성 AMD 마우스 모델
Cyagen은 나트륨 요오드화물 NaIO3를 사용하여 건성 AMD 마우스 모델을 유도합니다. 마우스의 꼬리 정맥에 NaIO3를 주사하면, 건성 AMD(dAMD)의 표현형이 나타나며, 이는 망막 색소상피(RPE) 및 광수용체의 점진적 망막 퇴행을 의미합니다.
그림 8. NaIO3 투여 후 3일, 7일, 14일의 마우스 안저 사진은 D0에 비해 망막 색소 손실 부위가 증가한 것을 보여주며, OCT 이미지에서는 D0 전과 비교하여 총 망막 두께가 유의미하게 감소한 것을 확인할 수 있습니다.
그림 9. NaIO3는 RPE 세포층의 연속성을 방해합니다. 마우스 망막 횡단면의 H&E 염색 결과, 꼬리 정맥에 NaIO3를 주사한 후 3일째에 RPE층 파열, 국소적 RPE 손실, RPE 세포 집합(HE 염색 노란 화살표), 광수용체 세포 퇴행이 관찰되었습니다. NaIO3 처리 마우스의 중심 망막에서 광수용체 핵의 수는 3일째에 유의미하게 감소하였으며, 외핵층(ONL) 두께는 얇아졌습니다.
그림 10. TUNEL 염색 결과는 광수용체 세포의 사멸을 보여주며, 광수용체 세포의 퇴행을 의미합니다.
그림 11. NaIO3 주사 후 3일째 전기망막도(ERG) 기록을 통해 망막 기능을 분석한 결과, NaIO3 처리군은 무처리 대조군에 비해 어두운 적응 및 밝은 적응 상태에서 a파 및 b파의 진폭이 유의미하게 감소하였습니다.
Cyagen의 안과 질환 마우스 모델은 병태생리 및 유전자 치료 연구를 촉진합니다
16년에 걸친 맞춤형 동물 모델 분야의 경험을 바탕으로, Cyagen은 망막 질환(예: 망막색소변성(RP), 망막 퇴행, 레버 선천성 아마우로시스 2(LCA2), 망막변성, 레버 선천성 아마우로시스 10(LCA10), 혈관성 각막 퇴행 등)을 대상으로 유전자 편집, 유전자 녹아웃(KO), 유전자 삽입(KI), 전전자(TG), 인간화 모델을 독자적으로 개발하였습니다. 또한 유전자 공학 마우스 모델, 완전 인간화 마우스 모델, 수술 모델을 공동 개발할 수 있으며, 이를 통해 전임상 약리학적 평가를 가속화할 수 있습니다.
동물 모델 외에도, Cyagen은 안과 전임상 약리학적 평가 분석 서비스를 제공할 수 있으며, 눈 주사 및 투여, 샘플 채취, 검출 및 분석, 효능 평가 등이 포함됩니다. 무료 프로젝트 상담을 원하시면 800-921-8930으로 전화하시거나 [email protected]으로 이메일을 보내주시기 바랍니다.
| 자체 개발 안과 질환 모델 선택 | ||
|---|---|---|
| 질환 | 표적 유전자 | 표적 유형 |
| 노화 관련 망막변성 | hVEGFA | KI, TG, 인간화 |
| 망막변성 | ABCA4(ABCR) | KO, 인간화 |
| 망막색소변성 | Tub | KO |
| 만성 망막 퇴행 | Prph2 | KO |
| 레버 선천성 아마우로시스 2 | Rpe65 | KO, MU |
| 레버 선천성 아마우로시스 4 | Aipl1 | KO |
| 레버 선천성 아마우로시스 10 | CEP290 | 인간화 |
| 레버 선천성 아마우로시스 13 | Rdh12 | KO |
| 망막색소변성 | RHO | KO, cKO |
| 인간화, 인간화(MU) | ||
| 망막색소변성 | Mertk | KO, cKO |
| 망막색소변성 | Rpgr | KO |
| 망막색소변성 | Crb1 | KO |
| 망막색소변성 | Rd1(Pde6b) | KO, MU |
| 망막색소변성 | Rd10(Pde6b) | MU |
| 망막색소변성 | RP2 | KO, cKO |
| 색맹 | Cnga3 | cKO |
| 각막 내피 퇴행 | TCF4 | cKO, 인간화 |
| 안이디아 | Pax6 | cKO |
| 색소망막 퇴행 | Chm | cKO |
| 유셔 증후군 | USH2A | 인간화, 인간화(MU) |
| 유셔 증후군 | Myo7a | cKO |
| 유비티포르 망막 퇴행 | Best1 | KO |
| 유아성 망막분열증 | Rs1 | KO, cKO |
| 안피부색소부족증 유형 1 | Tyr | cKO |
| 안피부색소부족증 유형 3 | Tyrp1 | KO, cKO |
| 울프람 증후군 | Wfs1 | KO, cKO |
| 가짜산화탄소질병 | Abcc6 | KO, cKO |
동물 모델 외에도, Cyagen은 안과 유전자 치료의 장기적인 어려움을 해결하기 위한 안과 유전자 치료 플랫폼을 개발하였습니다. 이 플랫폼은 고급 정밀 소동물 안과 장비와 고도의 전문 인력을 갖추고 있으며, 눈 주사 및 투여, 샘플 채취, 검출 및 분석, 효능 평가 등 종합적인 전임상 안과 약리학적 평가 서비스를 제공합니다. 무료 프로젝트 상담을 원하시면 800-921-8930으로 전화하시거나 [email protected]으로 이메일을 보내주시기 바랍니다.
모든 당사자의 노력으로 인해 더 많은 유전자 치료 방법이 임상 시험에 진입하여, 선천성 실명 환자들이 가능한 한 빨리 빛을 볼 수 있기를 진심으로 기대합니다.
