간 조직속 노화신호 파악해 질병예측…플랫폼 기술 개발

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 간 조직 안에서 생기는 변화를 포착해 질병을 신속히 발견하고 예측하는 플랫폼 기술을 개발했다.

한국과학기술원(KAIST·카이스트)은 의과학대학원 박종은 교수와 한국생명공학연구원(KRIBB) 김천아 박사팀이 노화 간 조직 내에서 국소적으로 발생하는 섬유화된 미세환경을 포착하고 이를 단일세포 전사체 수준으로 정밀분석하는 '파이니-시퀀싱(FiNi-seq)'기술을 개발했다고 12일 밝혔다.

단일세포 전사체 분석은 세포 하나하나가 어떤 유전자를 얼마나 활발히 사용하고 있는지를 측정하는 방법이다. 병든 세포의 정체와 기능을 파악할 수 있다.

이번에 연구진은 노화된 간 조직에서 조직분해 저항성이 높은 영역을 물리적 성질로 선별, 재생이 지연되고 섬유화가 축적되는 초기 노화 미세환경을 선택적으로 농축하는 방법을 개발했다.

이 과정에서 기존 단일세포 분석기술로는 포착하기 어려웠던 섬유화 관련 혈관내피세포와 면역과 상호작용을 하는 섬유아세포, PD-1 고발현 CD8 T세포 등 면역 탈진세포를 고해상도로 확인했다.

특히 연구진은 FiNi-seq 기술을 통해 노화 간 조직 내 섬유화 부위에서 관찰되는 특정 세포들이 분비인자를 통해 주변 환경을 이차적으로 노화시키고 이로 인해 노화된 환경이 확장된다는 것을 규명했다.

또 혈관내피세포가 조직 고유의 정체성을 상실하고 선천면역 반응을 유도해 면역세포 유입을 촉진하는 메커니즘을 확인했다.

이어 공간 전사체 분석으로 면역세포와 상호작용을 하는 섬유아세포의 공간적 분포를 정량화하고 이들이 조직 재생, 염증 반응의 유도, 만성 섬유화이행에 관여한다는 사실을 밝혔다.

이번에 개발된 FiNi-seq 기술은 섬유화를 유발하는 노화과정을 포함해 대부분의 만성 간질환에서 병태생리적 신호를 고해상도로 포착하는 데 유용한 플랫폼으로 기대된다.

KRIBB 김천아 박사는 "이번 연구로 노화 간 조직에서 관찰되는 섬유화된 미세환경의 세포 구성과 공간적 특성을 단일세포 수준에서 정밀하게 규명할 수 있었다"고 말했다.

연구에는 카이스트 의과학대학원 탁권용 박사, KRIBB 박사과정 김주연 연구원, 카이스트 박사과정 박명선 학생이 제1공동저자로 참여했다. 연구결과는 국제 학술지 '네이처 에이징(Nature Aging)'에 지난달 5일자로 게재됐다.

박 교수는 "노화 및 만성질환 초기단계에서 발생하는 섬세한 변화를 조기에 포착할 수 있는 분석기술로 향후 효과적인 치료 지점을 찾는데 큰 역할을 할 수 있을 것"이라며 "다양한 간질환 모델뿐만 아니라 폐, 신장 등 다른 장기의 만성 질환 연구로 확장해서 연구를 진행할 예정"이라고 말했다.


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