iPS 세포 복잡한 분자 메커니즘

 

 

iPS 세포에서 미니간 형성 과정에서 생기는 다양한 세포 사이의 상호 작용을 분석하고 인간의 간 발생에 중요하고 복잡한 분자 메커니즘을 밝혔다 발표했다. 이 성과는  6월 17 일자 영국 과학 잡지 「Nature」온라인 판에 게재 되었다. 인간 장기의 발생 과정에서는 장기를 구성하는 다른 세포 간의 상호 작용이 기능을 발휘하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 생각되고 있다. 그러나 인간 장기의 발생 · 성숙의 세포 간 상호 작용을 밝히기위한 효과적인 도구가 존재하지 않기 때문에 지금까지 그 실체는 거의 밝혀지지 않았다.  연구 그룹은 지금까지 인간 iPS 세포에서 분화 유도한 간 내 배엽 세포, 혈관 내피 세포, 간엽 세포를 최적의 비율 · 배양액 · 세포 외 기질에서 배양하여 간의 기반이되는 입체적인 간 原基 (미니 간)를 in vitro 배양 조건에서 창출하는 세포 배양 기술을 확립했다. 미니 간은 생체 내에서 장기 발생의 초기 단계에서 형성되는 간장에 매우 유사하며 인간 장기 발생 현상에 육박위한 효과적인 도구로 간주되고있다.

 

이번 연구는 세포 하나 하나를 대상으로 모든 유전자 발현을 차세대 시크엔 평가하는 단일 셀 RNA 시퀀스라는 기술을 사용하여 입체적인 미니 간에서 보여지는 여러 세포 종 간의 상호 작용을 분석 . 또한 미니 간 재료가되는 각종 세포와 이들 세포에서 창출된 미니 간 대해 세포 수준에서 전체 유전자의 발현 정보를 취득하고 총 1949 세포 관련 유전자의 발현 정보를 생물 정보학 기술을 이용하여 시각적으로 이해할 수 있도록 분류 · 정리하고 분석했다. 이 결과 인간 iPS 세포에서 평면 배양하여 분화 유도 한 간세포에 비해 삼차원 배양한 입체적인 미니 간은 생체 내 인간 간세포 세밀하게 분화하는 것으로 밝혀졌다. 또한 이러한 분석을 통해 인간 간 발생 · 성숙 과정에서 일어나는 역동적 인 세포 간 상호 작용을 분석하는 데 성공했다. 미니 간 품질 평가라는 관점에서는 인간 iPS 세포로부터 간세포를 평면적으로 분화 유도 한 각 분화 단계에서 세포 군 중에는 미분화 iPS 세포의 잔존은 보이지 않았다.

 

또한 인간 iPS 세포가 성숙 간세포에 성숙화됨에 따라 각각의 세포 사이의 편차가 증가 것으로 밝혀졌다. 또한 성숙 간세포 속에는 분화 과정에서 일탈 한 세포도 일부 존재하는 것으로 밝혀졌다. 한편, 미니 간을 제작하기위한 세포 재료로하는 인간 iPS 세포 유래 배아 체내 배엽 세포 간 내 배엽 세포에 대해서는 당초 예상보다 세포 사이의 편차가 매우 적은 것으로 밝혀졌다 했다. 이러한 점에서 연구팀은 단일 셀 RNA 시퀀스 법은 재생 의료에 사용하는 세포 등의 품질 평가에 매우 효과적인 기반 기술이 될 것이라고 설명하고있다. 향후 분석 대상으로하는 세포 수를 현저히 증가시키기위한 방법, 분석 시간을 단축하기위한 방법의 개발 등을 진행시켜 나간다고 한다.