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상세한 인간 소화기관 세포발달지도 구축
  • 등록일2018.06.01
  • 조회수232


최근 베이징대학 연구팀이 세계 최초로 단일 세포 분해능과 전장 전사체 수준에서 식도, 위, 소장, 대장 등 4종 소화기관이 인간 배아 발달 과정에서의 유전자 발현 및 신호 조절 메커니즘 그리고 다양한 세포형 간 정밀 발달경로 및 유전자 발현 특성을 체계적으로 규명하여 소화관 생물학 연구 및 관련 암 치료 등을 위해 중요한 참조적 정보를 제공하였다. 해당 연구 성과는 최근 "Nature Cell Biology" 학술지에 게재되었다.
소화관은 주로 식도, 위, 소장, 대장으로 구성되며 음식물 소화, 찌꺼기 배설, 미생물 침입 저항 등 면에서 중요한 역할을 수행한다. 상기 4종 소화기관이 인간 배아 발달 과정에서의 유전자 발현 조절 네트워크를 규명하고 관련 "세포유형 지도"를 구축하는 것은 발생생물학의 주요 과제이다.
연구팀은 6주에서 25주 사이 인간배아 식도, 위, 소장, 대장 및 성인 대장으로부터 총 5,277개 단일세포를 분리·획득한 후 고정밀도 단일 세포 전사체 시퀀싱을 수행하여 5T에 달하는 유전자 발현 프로파일 데이터를 획득하였다. 이어서 다양한 생물정보학적 분석 방법으로 데이터 발굴하였고 유전자 발현 조절 차원에서 4종 기관의 발달 과정을 전면적·체계적으로 해석하였다.
연구팀은 핵심 유전자 발현 특성을 통해 식도, 위, 소장, 대장 등 4종 기관에서 총 40종의 주요 세포유형을 정의하였다. 또한 배아 발달의 초기, 중기, 말기에 특이적으로 발현하는 일련의 표지 유전자를 발견하였을 뿐만 아니라 최초로 태아에서 성인까지의 대장 발달 과정을 체계적으로 연구하여 최종 성인 대장의 주요한 세포유형 10종을 감별하였다.
상기 최신 발견은 소화관 생물학 연구를 위해 전면적이고도 상세한 세포발달지도 데이터를 제공하였다. 아울러 체외 다기능성 줄기세포가 소화관 관련 세포유형으로의 방향성 분화와 관련 유전자 발현 프로파일의 황금기준을 구축하였다. 이외, 유전자 발현 차원에서 4종 소화기관 관련 암 특히 위암과 결장직장암의 발병 메커니즘 연구를 위해 중요한 참고정보를 제공하였다.
해당 연구는 베이징웨이라이(未來)유전자진단첨단혁신센터와 베이징대학 생명과학학원 탕푸처우(湯富酬)/거하오(葛顥) 연구팀이 베이징대학 제3병원 차오제(喬傑) 연구팀과 공동으로 수행하였다.

정보출처 : http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2018/5/413456.shtm