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연구진은 간 내 노화 관련 영역들의 단계적 진행 양상을 공간적으로 정의하고, 이를 유도하는 조절 인자를 규명했다.

우리 연구진이 조직 안에서 처음 문제가 생기는 국소 변화를 정확히 포착해 질병을 더 빠르게 발견·예측하며, 맞춤형 치료 타깃을 설정하는 데 큰 도움이 될 플랫폼 기술을 개발했다.

한국과학기술원(KAIST·총장 이광형)은 박종은 의과학대학원 교수, 김천아 한국생명공학연구원 노화융합연구단 박사 공동 연구팀이 노화 간 조직 내에서 국소적으로 발생하는 섬유화 미세환경을 포착하고 이를 단일세포 전사체 수준으로 정밀 분석할 수 있는 '파이니-시퀀싱'기술을 개발했다고 12일 밝혔다.

연구진은 노화된 간 조직에서 조직 분해 저항성이 높은 영역을 물리 성질로 선별해 재생이 지연되고 섬유화가 축적되는 초기 노화 미세환경을 선택적으로 농축하는 방법을 개발했다.

이 과정에서 기존 단일세포 분석 기술로는 포착하기 어려웠던 섬유화 관련 혈관내피세포, 섬유아세포, PD-1 고발현 CD8 T세포 등 면역 탈진세포를 고해상도로 확인할 수 있었다.

특히 연구진은 파이니 시퀀실 기술로 노화 간 조직 내 섬유화 부위에서 관찰되는 특정 세포들이 분비 인자를 통해 주변 환경을 이차적으로 노화시키고, 이로 인해 노화 환경이 확장된다는 것을 확인했다.

또 혈관내피세포가 조직 고유 정체성을 상실하고 선천면역 반응을 유도해 면역세포 유입을 촉진하는 메커니즘도 규명했다. 공간 전사체 분석을 통해 면역세포와 상호작용을 하는 섬유아세포의 공간적 분포를 정량화하고 이들이 조직 재생, 염증 반응의 유도, 만성 섬유화로 이행에 관여함을 밝혔다.

연구팀은 전사체와 후성유전체 정보를 얻어내는 '멀티-오믹스' 데이터를 통합 분석해 노화된 간 조직의 미세환경과 이의 공간적 이질성을 정밀하게 해석했으며, 이런 변화들이 간 내 혈관 구조와 어떻게 연결되는지 확인했다.

박종은 교수는 “노화 및 만성질환 초기 단계에서 발생하는 섬세한 변화를 조기에 포착할 수 있는 분석 기술로서, 향후 효과적인 치료 지점을 찾는데 큰 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다”며 “다양한 간질환 모델뿐만 아니라 폐, 신장 등 다른 장기의 만성 질환 연구로 확장해서 진행할 예정”이라고 밝혔다.

이 연구는 탁권용 KAIST 의과학대학원 박사, 김주연 생명연 박사과정 연구원, 박명선 KAIST 박사과정 학생이 제1 공동저자다. '네이처 에이징' 5월 5일 자에 게재됐다.

이번 연구는 한국연구재단, 한국보건산업진흥원(KHIDI), 한국생명공학연구원KRIBB, KIST, 포스코사이언스펠로우십, 융합형의사과학자 양성사업 등 국내 여러 기관의 지원을 받아 수행됐다.

김영준 기자 kyj85@etnews.com

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