생체분자 골수 지도책은 조혈에 대한 독특한 통찰력을 제공합니다

필라델피아 아동병원(CHOP)과 펜실베이니아 대학교 페렐만 의과대학의 연구원들은 대중에게 최초의 시각 자료를 제공할 강력한 새 골수 지도책을 만들었습니다. 건강한 조혈과 병든 조혈의 스펙트럼. 결과는 Cell 매거진에 게재되었습니다.

"처음으로 우리는 골수 세포의 완전한 유전자 발현과 공간적 구성을 볼 수 있는 포괄적인 프레임워크를 갖게 될 것입니다"라고 선임 연구 저자이자 학과 교수인 Kai Tang 박사가 말했습니다. 소아과 박사이자 CHOP의 아동 암 연구 센터 연구원입니다. "우리의 논문은 기본적이지만, 우리는 아틀라스가 새로운 진단 테스트를 개발하고, CAR-T 치료 및 기타 치료 접근법을 위한 새로운 목표를 식별하고, 질병의 공간 바이오마커를 발견하는 데 사용될 것이라고 상상합니다."

이 계획은 CHOP와 Penn이 주도했지만 이 연구는 더 광범위한 Human BioMolecular Atlas 프로그램(HuBMAP)의 일부이기도 합니다. HuBMAP 컨소시엄은 14개 주, 4개국 대학의 42개 연구 그룹으로 구성되어 있습니다. 연구자들은 기본 조직 지도와 인체 내 세포 간의 기능과 관계에 대한 지도책을 만드는 차세대 분자 분석 기술과 계산 도구를 만들기 위해 협력하고 있습니다.

"이 정도 규모의 연구는 엄청난 팀 노력을 통해서만 가능합니다."라고 연구의 주요 저자이자 Tan의 연구실에서 훈련을 받고 있는 의사이자 과학자인 Showik Bandyopadhyay 박사가 말했습니다. "여러 기관과 과학 컨소시엄의 협력을 통해 우리는 인체의 미세한 구성 요소에 대한 근본적인 통찰력을 얻을 수 있었습니다."

과학자들은 골수의 대부분이 혈액 세포로 구성되어 있지만 소수의 비혈액 세포가 백혈병, 골수 증식성 질환 또는 골수와 같은 아동기 및 성인 골수 질환에서 중요한 역할을 할 수 있다는 이론을 오랫동안 세워왔습니다. 실패 증후군. 그러나 이번 연구 이전에는 이러한 세포의 희귀성과 취약성과 관련된 기술적 문제로 인해 이러한 연구가 어려웠습니다.

이 논문은 이러한 한계를 극복하고 단일 세포 RNA 염기서열 분석을 사용하여 성인 인간 골수를 포괄적으로 프로파일링한 최초의 논문입니다. 이 기술은 수만 개의 개별 세포에 대한 완전한 유전자 프로필을 포착하여 기관을 구성하는 세포 유형의 전체 구성을 드러낼 수 있습니다.

출처: 셀(2024). DOI: 10.1016/j.cell.2024.04.013

이 연구에서 과학자들은 혈액 세포 발달과 면역의 중요한 과정을 조절하는 골수에 중점을 두었습니다. 그들은 간질 세포, 뼈 세포, 내피(혈액) 세포를 포함하여 비조혈 세포의 최소 9가지 하위 유형을 확인했으며, 그 중 최소 3개는 이전에 설명되지 않았으며 중요한 지지 인자를 생성했습니다. 연구자들은 인간 조혈에서 중요하다고 생각되는 요소를 생성하는 이러한 희귀한 비혈액 세포에 대한 백과사전을 만들었습니다. 이는 향후 연구가 어떤 세포 통신에 초점을 맞춰야 하는지 더 잘 이해하는 데 도움이 될 것입니다.

그들의 결과는 오늘날의 생체분자 연구에서 기술의 역할이 점점 더 중요해지고 있음을 강조합니다. 저자들은 기계 학습과 결합된 CODEX라는 정교한 새로운 기술을 사용하여 약 800,000개의 세포로 구성된 골수의 공간 지도책을 만들었습니다. 수천 개의 세포와 구조에 대한 세심한 수동 주석과 결합된 이 접근 방식을 통해 건강한 골수는 매우 명확한 공간 구성을 가지고 있으며 지방 세포는 이전에 생각했던 것보다 조혈 세포와 더 밀접하게 연관되어 있음을 확인할 수 있었습니다.

Tan은 "우리는 무엇이 가능한지 이제 막 깨닫기 시작했습니다"라고 말했습니다. "향후 연구는 이러한 디지털 경로가 언젠가 급성 백혈병 및 기타 골수 질환 치료에 의학적 혁신을 가져올 것이라는 희망을 가지고 골수 연구를 가속화함으로써 우리 연구를 더욱 발전시킬 수 있습니다."

이 연구의 또 다른 수석 저자이자 페렐만 의과대학 정형외과 교수인 Ling Qing 박사는 이 연구가 장기적인 결과를 가져올 것이라고 동의하고 믿습니다.

“이러한 기술을 백혈병 환자의 샘플에 적용하면 골수 암세포 부위에서 희귀한 비혈액 세포의 일종인 중간엽 세포의 확장을 감지할 수 있습니다.”라고 Qing은 말했습니다. "이것은 미래의 질병 치료에 대한 새로운 방향을 제시합니다."