신약을 만들기 위해서는 여러 과정을 거쳐야 하는데 그중 동물임상은 필수적이다. 인간에게 약을 직접 투여하기 전 동물에게 시험해 불안정 요소를 없앨 수 있다. 특히 쥐는 생리적, 유전학적으로 인간과 유사한 부분이 많고 번식 주기가 짧아 유전자조작을 할 경우 결과를 빠르게 얻을 수 있다. 크기도 작아 연구자들이 관리하기도 쉽다. 쥐를 이용한 임상실험이 보편화된 이유다.
하지만 마우스 연구 결과를 바로 인간에게 적용해도 되는 건 아니다. 동물의 면역시스템과 인간의 것은 차이가 있기 때문이다.
인간화마우스는 이런 한계를 극복하고자 만들어졌다. 인간의 세포 또는 조직을 쥐에 이식해 인간과 동일한 면역 시스템을 갖게 하는 방식이다. 쥐와 인간의 유전자를 모두 가지고 있어서 인간과 동물의 잡종이라고 평가받는다.
인간의 면역체계 이식에는 주로 조혈모세포나 말초혈액 단핵세포가 사용된다. 조혈모세포를 이식받은 쥐는 12~16주 사이에 말초혈액, 골수, 흉선, 비장 등에 인간의 림프구가 생긴다. 이식된 면역세포가 숙주를 공격하는 이식편대숙부병(GVHD)가 적게 일어나 안정적으로 장기간 인간화된다는 장점이 있다.
반면 말초혈액 단핵세포를 이식편대숙부병이 바로 일어나 반응을 관찰할 수 있는 기간이 4~5주로 제한된다. 하지만 만들기 쉬운 것이 강점이다. 이식 후 2주가 되면 인체 면역세포들이 쥐의 혈액에서 검출이 되고, 3주 안에 인체 면역성분이 관찰된다. 기간이 짧은 연구에 유용하다.
연구자들은 인간화마우스를 이용해 알레르기, 감염성질환, 대장염 등 다양한 면역 관련 주제를 연구한다. 또한 폐, 대장, 췌장, 유방 등 종양 연구에서도 항암제 효과를 평가하는 도구로 사용된다. 만약 어떤 환자가 유전병을 가지고 있다면 쥐에 특정 유전자를 이식해 맞춤형 치료제를 만들 수도 있다.
인간화마우스는 다른 동물 모델들보다 인간과의 유사성이 더 높고, 약물에 대한 예측력이 높다고 평가받고 있다. 또한 전임상에 최적화된 동물실험 모델로 떠오르고 있다.