유전자변형마우스(Genetically-Engineered Mouse; GEM)에는 TG(Transgenic) 마우스, KO(Knock-Out) 마우스, KI(Knock-In) 마우스가 있으며, 국내에서 제작 의뢰가 가능한 곳은 마크로젠, Cyagen, 우정바이오, 잼크로 등이 있습니다. 또한 국가마우스표현형분석사업단(KMPC)에서는 유전자변형마우스(GEM) 제작을 무상으로 지원받을 수 있습니다. 그 외 국내 주요 연구소들은 자체적으로 유전자변형마우스 제작 서비스를 지원해주는 부서가 있으며, 해당 연구소와 공동연구 등을 통해 서비스를 지원받을 수 있습니다.
 

[유전자변형마우스(GEM) 제작 의뢰 기관]

1) 마크로젠 

  - 바로가기: www.macrogen.co.kr/ko/business/research/model 

2) Cyagen 

  - 바로가기: https://korea.cyagen.com/

  - 국내 대리점: 중앙실험동물(https://labanimal.co.kr), 라온바이오(http://www.raonbio.co.kr)

3) 우정바이오 실험동물센터 

 - 바로가기: http://bio.woojungbsc.co.kr/animal/disease_modeling.php

4) 젬크로 (GEMCRO) 

  - 바로가기: https://www.youtube.com/channel/UCkMaUM2oUL0g5ZEIyRgy3hg/about

5) 국가마우스표현형분석사업단(KMPC) 

  - Mouse One Portal(MOP): 접수된 유전자에 대해 지원 조건, 지원 우선 순위 가이드라인 등에 따라 유전자선정위원회 심사를 통해 제작 여부가 결정됨

  - MOP 바로가기: https://mouseinfo.kr/

  - 유전자변형마우스(GEM) 제작 관련 문의: mouseinfo@snu.ac.kr, 02-885-8396

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(재)국가마우스표현형분석사업단(KMPC)에서 운영하고 있는 마우스종합서비스포털 웹 시스템인 Mouse One Portal(MOP)에서 유전자변형마우스(GEM) 보유현황 및 정보를 검색하실 수 있습니다. 또한 한국생명공학연구원 실험동물자원센터 홈페이지를 통해 공개에 동의한 국내 보유 유전자변형마우스(GEM) 정보를 확인할 수 있습니다.
 

[Mouse One Portal (MOP)]

국내 마우스 자원 총괄 관리 시스템인 Mouse One Portal은 유전자변형마우스(GEM) 정보를 통합적으로 검색할 수 있는 search engine으로 아래와 같은 기능을 가지고 있습니다.

- 유전자 이름으로 유전자변형마우스의 제작 여부/보유 기관 검색 

- 보유한 마우스 정보를 등록해 마우스 자원을 타 연구자들과 공유 

- 요청한 마우스의 제작 진행 상황 확인

- 바로가기: https://mouseinfo.kr/

[한국생명공학연구원 실험동물자원센터]

- 바로가기: https://mouse.kribb.re.kr/www/index.html?pg_idx=48

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[실험동물의 기관 간 이동]

국내기관 간 실험 동물 이동은 기본적으로 신규 동물 반입 절차와 유사합니다. 반입기관은 해당 동물이 사육되던 동물실의 최근 1년간 미생물 모니터링 성적서를 검토하여 반입 여부를 결정합니다. 반출되는 기관에는 반출신청서를, 반입하려는 기관에는 반입신청서를 제출하여 각각 승인받습니다. 유전자변형동물의 경우 도착하려는 곳의 시설이 LMO 등록시설인지를 사전에 확인해야 합니다. 또한 각 기관의 동물실험윤리위원회는 기관 간 동물 이동에 대한 사전 검토 및 승인을 해야하며, 동물의 소유권을 명확히 할 것을 권장하고 있습니다. 

[동물의 운반]

동물을 운반 시에는 외부로 동물이 유출되지 않도록 잘 밀폐하며 상자가 파손되지 않도록 운송하여야 합니다. 「실험동물에 관한 법률」에서는 실험동물의 건강과 안전이 확보되고 온도, 환기 등 환경조건이 적절하게 유지되는 수송 수단을 이용해 운송할 것을 권장하고 있습니다. 유전자변형동물을 기관 간 이동하는 경우, 양도자와 양수자 각각 ‘유전자변형생물체 취급·관리대장’에 동물 이동에 관한 기록을 작성하여 보관해야 합니다. 실험동물의 운송 업체는 타 업체로부터 생산된 실험동물을 단순히 운송만 하는 경우라도 실험동물공급자에 해당됩니다. 따라서 온도, 환기 등 적절한 환경이 유지되는 수송수단을 갖추고 식약처에 등록된 실험동물 공급업체를 이용하시기 바랍니다. 

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[실험동물의 구입]

실험동물은 IACUC의 승인을 받은 동물실험계획서에 따라 구입하되 식약처의 허가를 받고 실험동물공급자로 등록된 업체에서 구입합니다. 국내 실험동물 공급자 등록업체는 [식품의약품안전처 대표누리집] 사이트  (http://www.mfds.go.kr/)에서 확인할 수 있습니다. 수입동물의 경우, 정부 또는 전문기관에 시설인증을 받아 품질이 확보된 실험동물을 생산하는 곳에서 구입하는 것을 권장드립니다.  실험동물생산시설에 따라 동물의 품질 및 건강상태가 다를 수 있으므로 연구자는 미생물모니터링 및 유전학적 모니터링 성적서를 사전에 확인하여 실험에 적합한 동물을 구매해야 합니다. 

* 그림출처: 한양대학교 ERICA 실험동물센터

[검역 및 순화]
 

실험동물이 들어있는 운반상자가 기관에 도착하면 관련서류 및 상자의 파손여부를 확인하고 외부 소독 절차를 거쳐 검역실로 반입합니다. 새로 도입된 동물은 미생물 성적서를 포함하여 동물의 건강상태를 평가합니다. 만일 동물공급자 및 동물의 건강상태에 대한 정보의 신뢰도가 충분하고 이동 시 감염원에 노출될 가능성이 철저히 대비되어 있다면 설치류의 검역기간은 단축될 수 있습니다. 검역에서 이상없음이 확인된 동물은 동물실로 이동하여 순화기간을 거친 후, 실험에 사용합니다. 운송 스트레스는 다양한 혈액지표들과 면역 세포의 기능뿐 아니라 동물의 행동에도 영향을 미칠 수 있으므로, 동물이 새로운 환경에 적응할 수 있도록 대략 1주일 내의 순화기간을 두는 것이 좋습니다. 

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[이유 분리 시기]

이유(젖떼기, weaning)란 모체에게서 스스로 섭식활동을 할 수 있을 정도로 자란 새끼들을 분리하는 것을 의미합니다. 일반적으로 실험실의 마우스들은 생후 18~28일 (3~4주령) 사이에 이유 분리를 하게되며, 정확한 이유 시기는 새끼들의 크기와 성숙도에 따라 결정됩니다. 대부분의 strain은 21일 경에 이유 분리를 하지만 C57BL/6J나 B6.129 strain은 다소 성장속도가 느리므로 4주령에 이유하는 것을 권장합니다. 또한 생후 17일까지는 아직 스스로 사료를 갉아먹을 수 없으므로 대리모가 없이 새끼를 분리하는 것을 권장하지 않습니다. 그외 효율적인 번식군 관리를 위해 모체 별로 wean:born ratio (태어난 새끼들 중 이유에 성공한 마리수의  비율)을 기록해 두는 것도 도움이 됩니다. 

[이유 시 주의할 점]

적절한 시기에 이유 분리를 하지 않으면 밀집사육으로 인하여 사육 환경이 악화되며, 장기간 지속될 경우 합사된 산자와 모제 사이에 mating이 진행될 수도 있습니다. 따라서 적기의 이유 분리를 위하여 생후 2주 부터는 케이지 바닥에 고형 사료를 공급하여 미리 사료 먹는 연습을 시키고, 3주말~4주 사이에는 모체와 산자를 분리하는 것이 필요합니다. 이때 산자는 암수를 구분하여 별도 케이지에 사육해야 하며 출생 시기가 비슷하더라도 수컷의 경우는 다른 모체의 새끼들을 한 케이지에 합사할 경우 공격이 발생할 수 있으므로, 합사 후 fighting이 일어나지 않는지 주의깊게 관찰해야 합니다.

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연구자들의 잦은 출입이나 특히 불규칙적인 소음, 진동 및 밝은 불빛은 모체의 스트레스를 유발시키므로 번식을 하는 사육실은 조용하고 어두운 환경을 조성하여 주고 연구자들의 출입도 최소화하는 것이 좋습니다. 
 

[식살의 원인]

식살은 출산한 암컷이 스트레스로 인하여 산자를 잡아먹는 것으로 대부분 새끼의 털이 자라기 전인 출산 후 일주일 이내에 발생하지만 드물게 이유시기가 다 되어 발생하는 일도 있습니다. 식살의 원인은 모체가 예민하거나 초산인 경우, 건강상태가 좋지 않은 경우, 혹은 너무 많거나 약한 산자 등 동물의 건강 상태가 문제일 수도 있고, 사육환경이 번식에 적합하지 못하여 일어날 수도 있습니다. 

[식살 방지 방법]

1) 출산 2~3일 전, 어미가 둥지를 만들 수 있도록 부드러운 재질의 enrichment를 제공합니다. 

2) 번식실에 출입하는 연구자/사육사는 향수나 향이 강한 핸드크림을 사용하지 않는 것이 좋으며, 출산 전 2일부터 출산 후 3~4일까지는 최대한 케이지 교체도 하지 않도록 하여 출산을 앞둔 모체의 불안감을 낮춰주는 것이 도움이 됩니다.

3) 초산인 모체가 식살을 한 경우라면, 2산이상의 다른 모체와 합사하여 양육 교육을 시키거나 회복식 등의 영양을 공급하여 주면 포유를 잘하는 경우도 있습니다. 또한 예민한 모체가 안정을 찾을 수 있도록 충분한 enrichment를 넣어주고 쿠킹 호일 등으로 케이지를 감싸주는 것도 한 방법입니다. 

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[마우스 번식 주기]

마우스 암컷의 발정주기는 아래와 같이 약 4~5일입니다. 

 - proestrus(발정전기): 난자 성숙

 - estrus(발정기): 교미허용, 배란 ⇒ 보통 3일째 ⇒ 암컷의 발정주기를 고려하여 7~10일 합사 후 분리

 - metestrus(발정후기): 난자 난관으로 이동, 수정 후 자궁으로 이동

 - diestrus(발정휴지기): 난포 발달, 수정되지 않은 난자들 제거됨

그러나 암컷끼리 오래 합사하여 사육하는 경우에는 무발정기가 지속될 수 있으므로 당장 실험을 진행하지 않더라도 번식 능력을 유지하기 위하여 최소한의 교배는 계속 해주는 것이 좋습니다.   
 

[번식군의 은퇴 시기 (생식수명)]

일반적으로 실험용 마우스는 약 7~8개월 동안 번식할 수 있으며 이 시기 동안 3~4회의 출산을 하게 됩니다.  수컷은 좀더 나이가 들어도 번식이 가능하나 8개월이 넘은 암컷 마우스는 번식군으로 사용하지 않는 것이 좋으며 그 외 60일 이상 합사하여도 임신이 되지 않거나 마지막 출산 이후 60일까지 임신이 안되는 경우, 이유 후 산자수가 너무 적은 경우에도 모체를 교체하는 것이 좋습니다. (평균 산자수: 6~8수. 모체가 3~4개월 령일 때 최대이며 이후 감소) 

또한 C3H/HeJ 생쥐는 난소 낭종 및 종양 발생 빈도가 높기 때문에 번식이 조기에 중단될 수 있으며, NOD/ShiLtJ 암컷은 생후 12주가 되면 당뇨병이 발현되어 번식 시기가 감소할 수 있지만, Freund’s Adjuvant 를 발바닥에 주사하면 생식 수명이 5개월까지 연장될 수도 있습니다. 

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[임신 분리]

암컷의 임신이 확인된 후에는 모체 당 1수로 케이지를 나누어 분리룰 해주어야 합니다. 수컷을 계속 합사할 경우, 공격적인 수컷은 모체와 산자를 공격할 수도 있으며 암컷이 출산한 뒤 후분만 발정으로 다시 임신을 할 수도 있기 때문입니다. Mating 케이지에서는 수컷은 그대로 두고 임신한 암컷을 분리하는 것을 권장합니다. 특히 SJL/J 등 몇몇 strain은 교미했던 암컷이나 새끼들에게도 공격성을 보이기 때문에 임신이 확인되면 출산 전 빠르게 분리하는 것이 좋습니다. 

[Fighting 방지 대책]

번식에 사용했던 수컷은 가급적 한마리씩 나누어 사육하는 것을 권장합니다. 수컷은 성성숙 이후 서열을 세우기 위한 영역 다툼을 시작합니다. 따라서 교배시 한 케이지당 수컷은 한 마리씩만 넣어야 하며, 교배가 끝난 이후 따로 분리하여 키웠던 수컷들을 다시 합사하면 fighting이 발생하게 됩니다. (한 배에서 태어나서 함께 자란 새끼들의 경우도 장기간 분리 이후 다시 합사하면 fighting 발생 가능). 또한 케이지 내 사육밀도도 마우스의 공격성을 높이는 요인이 될 수 있으므로 밀집사육을 피하고 충분한 enrichment를 공급하는 것도 fighting을 줄일 수 있습니다.
 

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[마우스 번식 시기]

마우스는 수컷의 경우 6~8주령, 암컷은 5~7주령에 성성숙이 완료됩니다. 따라서 번식을 시작하는 가장 좋은 7-8주령이며 미성숙한 동물들을 번식시킬 경우, 식살이나 난산의 가능성이 높아집니다. 암컷의 경우 5~6회의 새끼를 출산하였거나 8개월령 이상이 되면 더이상 번식에 사용하지 않는 것이 좋습니다. 
 

[번식 방법]

번식을 위해서는 늦은 오후 미리 준비해둔 수컷 케이지에 암컷을 합사시키되 fighting이 생길 수 있으므로 합사 후 잠시 관찰했다가 공격하는 경우에는 분리해야 합니다. 번식에 사용하는 수컷은 자신의 영역을 확인할 수 있도록 최소 하루 전 미리 분리하여 두고, 번식 경험이 있는 수컷과 젊은 암컷을 합사하면 임신률을 높일 수 있습니다. 암컷의 케이지에 수컷을 합사하는 경우, 수컷은 영역확보를 위해 암컷을 공격할 수 있으므로 암컷의 케이지들에 수컷을 돌려가며 합사하는 것은 좋지 않습니다. 또한 수컷보다 덩치가 큰 암컷을 합사하면 수컷이 공격당할 수도 있으므로 어린 수컷과 나이가 많은 암컷을 합사하는 것도 권장하지 않습니다. 교배 후에는 암수를 분리하여 암컷의 임신이 확인되면 출산을 할 수 있도록 적절한 환경을 만들어주여야 합니다.

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[Genotyping 시기]

마우스의 genotyping 시기는 생후 10~21일 사이가 가장 이상적입니다. 이 시기에는 아직 연골이 석회화되지 않아 꼬리 조직이 부드러우며, 생후 10~15일 사이는 DNA의 추출량도 가장 높습니다. 또한 이유 전 원하는 유전자형의 마우스를 선별하여 케이지 수량을 효율적으로 관리하는 데에도 도움을 줄 수 있습니다. 

[Genotyping 방법]

꼬리 조직을 채취하기 위해서는 국소마취 이후 멸균된 메스나 가위 등을 사용하여 꼬리의 말단 2mm(최대 5mm)를 깨끗이 절단하며, 동물을 케이지로 돌려보내기 전 확실하게 지혈된 것을 확인해야 합니다. 21일령이 넘은 마우스는 전신 또는 국소마취 하에 조직 채취가 가능합니다. 이 외에도 ear-punch시 나오는 귀 조직이나 채혈을 통한 혈액을 이용하여 genotyping을 하는 것도 가능합니다. 특히 귀 조직을 이용하는 방법은 동물의 식별표시 및 조직 채취를 동시에  할 수 있으며 동물의 통증이나 스트레스도 줄일 수 있어 효율적인 방법입니다.
 

- Genotyping을 위해 가능한 Biological sample: Tail Biopsy, Ear Punch, Fecal Pellet, Hair Sample, Blood Sample 등

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