Current status of immunodeficient mouse models as substitutes to reduce cat and dog use in heartworm preclinical research

저자: Jessica L Dagley; U. DiCosty; C. Fricks; A. Mansour; S. McCall; J. McCall; M. J. Taylor; J. D. Turner
출처: F1000Research (2024)
DOI/링크: https://doi.org/10.12688/f1000research.149854.1
연구 계열: Topics/Companion Animal Industry
정리일: 2026-07-25

TL;DR

림프구 결핍 면역결핍 마우스 모델(SCID, RAG2 결핍 마우스)이 심장사상충 약물 스크리닝에서 고양이와 개를 대체할 수 있는 효과적인 모델임을 입증했다. 다양한 마우스 배경 계통과 D. immitis 분리주에서 약물 감수성을 비교 평가하여 학술 및 상업 연구실에 접근 가능한 대체 스크리닝 모델을 제시했다.

1. 연구 배경 및 동기

다루는 문제: 반려동물의 심장사상충병은 매개충 나선충 Dirofilaria immitis에 의해 발생하며 전 세계적으로 수십억 달러 규모의 시장을 형성하고 있다. 마크로사이클릭 락톤 계열 약물에 대한 약물 내성 증가와 대체 예방약 연구 투자 증가로 인해 전임상 약물 테스트에서 고양이와 개의 사용이 증가하고 있다.
기존의 공백 / 왜 필요한가: 기존의 고양이와 개를 이용한 약물 테스트는 비용이 크고 윤리적 문제가 있어 대체 모델의 필요성이 대두되었다.

2. 관련 연구

기존 연구 흐름: 최근 림프구 결핍 SCID 또는 RAG2 결핍 마우스에 IL-2/7 수용체 감마 사슬(γc) 결핍을 추가한 모델들이 심장사상충 약물 스크리닝 모델로서의 개념 증명 데이터를 발표했다.
이 논문의 위치: 본 논문은 다양한 면역결핍 마우스 모델들의 현재 지식을 종합하고, 서로 다른 마우스 배경 계통, D. immitis 분리주, 항염증 처리 조건에서의 감수성을 비교 평가하며, oxfendazole 치료 반응과 CB.17 SCID 및 C57BL/6 RAG2 -/- γc -/- 마우스의 초기 평가 데이터를 추가로 제시한다.

3. 핵심 기여

림프구 결핍 마우스 모델(SCID, RAG2 -/- γc -/-)이 심장사상충 약물 스크리닝의 고양이·개 대체 모델로서 효과적임을 입증
다양한 마우스 배경 계통(BALB/c, C57BL/6)과 D. immitis 분리주에서의 감수성 비교 평가
항염증 처리를 통한 잔존 선천 면역 억제 효과 검증
oxfendazole 등 수의용 구충제에 대한 치료 반응 평가 및 새로운 데이터 제시

4. 제안 방법론

전체 접근 논리: 다양한 면역결핍 마우스 모델들을 이용하여 심장사상충에 대한 감수성을 비교 평가하고, 서로 다른 약물 및 처리 조건에서의 효능을 검증함으로써 고양이와 개를 대체할 수 있는 최적의 스크리닝 모델을 제시한다.
단계:
다양한 배경 계통의 면역결핍 마우스 모델(NSG, NXG, RAG2 -/- γc -/- 등) 선정
서로 다른 D. immitis 분리주를 이용한 감염 및 감수성 평가
항염증 처리를 통한 잔존 선천 면역 억제
참조 구충제 및 oxfendazole에 대한 약물 효능 평가

5. 실험 설정

항목	내용
대상/재료	림프구 결핍 면역결핍 마우스(SCID, RAG2 -/- γc -/- 등) 및 다양한 배경 계통(BALB/c, C57BL/6 등)
처리 조건	서로 다른 D. immitis 분리주 감염, 항염증 처리
대조군	참조 구충제(reference anthelmintics)
측정 방법	D. immitis 감수성, 약물 효능(oxfendazole 포함)

6. 실험 결과 분석

지표	변화(Δ)	조건 · 유의성
마우스 모델의 심장사상충 감수성	NSG, NXG, RAG2 -/- γc -/- 마우스 모두 D. immitis에 감수성 있음	배경 계통(BALB/c, C57BL/6)에 따라 감수성 차이 있음
oxfendazole 치료 반응	CB.17 SCID 및 C57BL/6 RAG2 -/- γc -/- 마우스에서 치료 반응 확인	초기 평가 단계

제안 기전(인과 사슬): 면역결핍 마우스(림프구 결핍) → D. immitis 감수성 증가 → 약물 효능 평가 가능 → 고양이·개 대체 모델로 활용

7. 비판적 평가

강점

고양이와 개를 대체할 수 있는 실행 가능한 마우스 모델 제시로 윤리적·경제적 이점 제공
다양한 배경 계통과 D. immitis 분리주를 이용한 포괄적인 비교 평가
학술 및 상업 연구실에 접근 가능한 대체 스크리닝 모델 옵션 확대

한계 · 의문

마우스와 고양이·개 간의 생리적·면역학적 차이로 인한 약물 반응의 종간 차이 가능성
초록에서 구체적인 약물 효능 수치나 통계적 유의성이 제시되지 않음
장기적 안전성 및 임상 적용 가능성에 대한 추가 검증 필요

8. 향후 연구 방향

다양한 신규 구충제 후보물질에 대한 마우스 모델에서의 효능 평가 확대
마우스 모델에서의 약물 반응과 고양이·개에서의 임상 효능 간의 상관관계 검증
면역결핍 마우스 모델의 표준화 및 규제 승인 추진

9. 결론

BALB/c 또는 C57BL/6 배경의 RAG2 -/- γc -/- 마우스는 NSG 및 NXG 마우스와 함께 심장사상충 약물 스크리닝의 대체 모델로서 효과적이다. 이러한 모델들은 학술 및 상업 연구실에 접근 가능한 옵션을 제공하여 초기 신속 약물 스크리닝을 가능하게 하면서 불필요한 고양이와 개의 사용을 피할 수 있다.

Keywords

immunodeficient mice, heartworm, Dirofilaria immitis, drug screening, SCID, RAG2 deficient mice, preclinical research, alternative models