한국과학기술원(KAIST)은 박종은 교수와 한국생명공학연구원 김천아 박사 공동 연구팀이 노화에 따른 간의 미세한 환경 변화를 포착해 분석할 수 있는 플랫폼을 개발했다고 12일 밝혔다.

노화는 만성 질환의 원인이 되지만, 인체 조직 내 노화 관련 변화를 정량적으로 정의하고 이를 생물학적으로 해석하는 데는 한계가 있다.

특히 간과 같이 재생력이 뛰어난 장기는 노화에 따른 변화가 매우 미세하게 진행돼 초기에 파악하기 쉽지 않다.

연구팀은 간 조직 내에서 노화에 따라 초기 섬유화가 진행되는 미세환경을 포착하고 이를 단일세포 전사체 수준으로 분석(세포 수준에서 유전자 발현을 파악할 수 있는 기술)할 수 있는 플랫폼을 개발했다.

'파이니-시퀀싱'이라 이름 붙인 이 기술은 조직 분해 저항성을 바탕으로 특정 영역을 선택적으로 농축하는 플랫폼으로, 이를 통해 노화한 간 조직에서 재생이 지연되고 섬유화가 축적되는 초기 노화 미세환경을 확인할 수 있다.

기존 단일세포 분석 기술로는 포착하기 어려웠던 섬유화 관련 혈관내피세포를 비롯해 섬유아세포, PD-1 고발현 CD8 T세포 등 면역 탈진세포를 고해상도로 확인해 냈다.

연구팀은 개발한 플랫폼을 통해 노화 간 조직 내 섬유화 부위에서 관찰되는 특정 세포들이 주변 환경을 이차적으로 노화시켜 노화 환경이 확장된다는 것을 밝혀냈다.

또 공간 전사체(전사체의 위치정보) 분석을 통해 섬유아세포의 공간적 분포를 정량화하고 이들이 조직 재생과 만성 섬유화로의 이행에 관여함을 확인했다.

박종은 교수는 "노화와 만성질환 초기 단계에서 발생하는 섬세한 변화를 조기에 포착할 수 있는 분석 기술로, 앞으로 효과적인 치료 지점을 찾는 데 기여할 것"이라며 "간질환뿐만 아니라 폐, 신장 등 다른 장기의 만성 질환으로 연구를 확장할 계획"이라고 말했다.

이번 연구 성과는 국제 학술지 '네이처 에이징'(Nature Aging) 지난달 5일 자에 실렸다.