생명/의료

세계 첫 인간세포지도 작성

발행일 : 2020 / 03 / 30

저장대학교 의학대학 궈궈지(郭國驥) 연구팀은 60종 인체조직 샘플 및 7종 세포배양 샘플에 대한 Microwell-seq 고속 대량 단세포 염기서열 분석을 통해 세계 최초로 배아기 및 성년기의 인체 8대 시스템이 포함된 인간세포지도를 체계적으로 작성하였다. 해당 성과는 “Nature”에 게재되었다.

지난 수백 년 동안 과학계는 주로 현미경 및 유세포 분석(flow cytometry) 등 기술을 이용하는 한편 일부 표현형 특성에 의존해 자연계 다양한 종 세포에 대한 분류 및 감정을 수행하였다. 이러한 표현형 특성의 선정은 흔히 인위적 주관성이 많이 개입되는 점에 비추어 연구팀은 앞서 자체적으로 Microwell-seq 고속 대량 단세포 분석 플랫폼을 개발해 세계 첫 생쥐세포지도를 작성하였으며 그 뒤로 관련 분야 연구를 지속해 왔다.

Microwell-seq는 비용이 저렴하고 쌍세포 오염률이 낮으며 세포 보편적 적용성이 넓은 등 장점이 있다. 이에 기반하여 연구팀은 70여만 개 단세포 전사체 데이터베이스를 구축함과 아울러 인체 100여 종 세포 대분류 및 800여 종 세포 아류를 감정하였다. 또한 scHCL 단세포 비교대조 시스템을 개발해 인체 세포 유형 식별에 이용하는 한편 인간세포지도 웹사이트도 구축하였다.

해당 세포지도를 통해 연구팀은 다양한 인간 상피, 내피 및 기질세포(stromal cell)가 조직에서 아마도 면역세포의 역할을 수행함을 발견하였다. 예를 들면, 케모카인 양성 상피세포, 항원 양성 내피세포 등 비전문적 면역세포는 성체의 각종 조직기관에 광범위하게 분포하며 분류상 전통적 상피, 내피, 기질 및 면역세포와 독립된다. 이에 근거해 연구팀은 성인 비면역세포의 광범위적 면역 활성화는 인체 영역화 면역의 중요 조절 메커니즘임을 주장하였다.

해당 연구는 최초로 단세포 수준에서 배아기 및 성년기 인체의 세포 종류를 전면적으로 분석하였다. 관련 연구 데이터는 세포 운명 결정 메커니즘 탐구에서 자원의 보고로 될 것이며, 해당 연구 방법은 인체의 정상 및 질병 세포상태 감정에 심원한 영향을 가져다줄 전망이다.

해당 연구는 시퀀싱 깊이 면에서 일정 정도 국한성이 있지만 범조직/범생물종 데이터 비교성 면에서 비교적 큰 우위를 지닌다. 완벽한 인간세포지도를 작성하려면 향후 공간정보, 멀티오믹스(Multi-Omics) 데이터, 인구집단 분석까지도 통합시켜야 하는데 이를 위해서는 전세계 과학자의 공동의 노력이 필요하다.

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