생화학분자생물학회

Spatial transcriptomic landscape unveils immunoglobin-associated senescence as a hallmark of aging

김천아

KRIBB 노화제어전문연구단

노화는 언제 어디에서 일어날까? 조직 내 개별 세포들을 변화를 고해상도로 살펴볼 수 있으면 노화의 주요 원인 세포를 찾아낼 수 있을까? 중국과학원 Guang Hui Liu 연구팀은 2개월령(2M)과 25개월령(25M) 수컷 C57BL/6J 마우스 각 3마리(총 6마리)에서 해마·척수·심장·간·림프절·비장·소장·폐·고환 등 아홉 개 조직을 채취해 Stereo-seq 기반 공간전사체 분석을 수행함으로써 노화 조직의 공간적 세포 특성 변화를 고해상도로 규명하였다. 

연구팀은 먼저 2M 군과 비교해 통계적으로 유의미한 차이를 보이는 유전자를 선별하고, 이를 다양한 문헌에 보고된 노화 세포 연관 유전자 풀과 통합해 분석용 패널을 구축했다. 각 스팟(spot)에 ‘노화 점수’를 부여한 뒤, 상위 5%에 해당하는 스팟을 ‘노화 민감 스팟(SSS, Senescence Sensitive Spot)’으로 정의했다. SSS 중심부에 가까울수록 세포 정체성이 점차 상실되는 패턴이 관찰됐으며, 중심부에서 멀어질수록 SASP(노화 관련 분비 표현형) 점수가 서서히 감소하는 현상을 확인했다.

특히 SSS 주변에서 면역글로불린(light chain Igkc, heavy chain Ighg1 등)의 발현이 뚜렷하게 증가했으며, 이 같은 축적 현상은 수컷뿐 아니라 암컷 마우스에서도 재현되었다. 아울러 인간 림프절·간·비장·뇌 조직에서도 연령 증가에 따라 IgG 축적이 단백질 수준에서 상승함을 검증했으며, 면역글로불린 축적을 억제할 경우 여러 장기에서 노화 세포 축적이 감소함을 보여 주었다.

본 연구는 고해상도 공간전사체 기법을 통해 여러 장기에 공통적으로 존재하는 노화의 공간적 특성을 규명했을 뿐 아니라, 면역글로불린 연관 노화 메커니즘이 포유류 전반에 보존된 새로운 기전이자 유망한 노화 조절 표적이 될 수 있음을 제시한다.

논문 출처 : Cell 187(24):7025-7044.e34. (2024) ​https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.10.019

저자 : Shuai Ma, Zhejun Ji, Bin Zhang, Lingling Geng, Yusheng Cai, Chao Nie, Jiaming Li, Yuesheng Zuo, Yuzhe Sun, Gang Xu, Beibei Liu, Jiaqi Ai, Feifei Liu, Liyun Zhao, Jiachen Zhang, Hui Zhang, Shuhui Sun, Haoyan Huang, Yiyuan Zhang, Yanxia Ye, Yanling Fan, Fangshuo Zheng, Jinghao Hu, Baohu Zhang, Jingyi Li, Xin Feng, Feng Zhang, Yuan Zhuang, Tianjie Li, Yang Yu, Zhaoshi Bao, Sipei Pan, Concepcion Rodriguez Esteban, Zhili Liu, Haohao Deng, Feng Wen, Moshi Song, Si Wang, Guodong Zhu, Jiayin Yang, Tao Jiang, Weihong Song, Juan Carlos Izpisua Belmonte, Jing Qu, Weiqi Zhang, Ying Gu and Guang-Hui Liu

그림 1. 공간전사체 분석을 통한 노화의 공간적 특성 규명 전략