Seq-Scope 공간전사체로 규명한 근섬유 아형별 mTORC1 병리 기전

골격근은 여러 근섬유 아형과 비근육 세포가 복잡하게 얽혀 있어, 기존 기술로는 조직병리학적 변성과 분자 상태를 단일 근섬유 수준에서 1:1로 매핑하기 어려웠다. 연구진은 서브마이크론 해상도의 공간전사체 기술인 Seq-Scope를 mTORC1 과활성화 마우스 모델의 근육 조직에 적용했다. 이를 통해 지신근(EDL)과 가자미근(SOL) 내 단일 근섬유 해상도에서 병리 조직상과 전사체 프로파일을 통합 분석했다.

무엇을 했나

• mTORC1이 과활성화된 마우스의 지신근(EDL) 및 가자미근(SOL) 교차 절편을 초고해상도 공간전사체 기술인 Seq-Scope로 프로파일링했다.
• Type I 및 IIa 근섬유는 mTORC1 과활성화에 의한 병리학적 변화에 저항성을 나타내며 형태적 변화가 제한적임을 확인했다.
• Type IIx 근섬유는 SOL에서는 비대 및 단백질 항상성 손상을 보인 반면, EDL에서는 호염기성 및 대사 관련 전사체 증가를 보이는 등 근육 종류에 따라 상반된 경향을 관찰했다.
• SOL 근육 내부에서는 대식세포와 섬유아세포 등 비근육 세포군이 선택적으로 집적되어 염증 및 섬유화 미세환경을 구축함을 규명했다.

왜 눈여겨볼 만한가

수십 마이크로미터 해상도를 갖는 기존 캡처 영역 기반 공간전사체 플랫폼으로는 단일 근섬유 단위의 유전체 변화를 경계면 구별 없이 정밀하게 추적하는 데 한계가 있었다. Seq-Scope 수준의 해상도를 적용하면 동일한 mTORC1 변이 스위치라도 근섬유 아형과 위치한 근육 조직에 따라 완전히 다른 병리 전사체 프로그램이 가동됨을 직접 확인할 수 있다. 근질환 타깃 발굴 시 특정 근육이나 세포 아형에 국한된 독자적 병리 메커니즘을 고려해야 함을 시사하며, 조직 도편 분석 절차와 높은 시퀀싱 비용은 실험 설계 시 감안할 필요가 있다.

원문

• JCI insight · DOI 10.1172/jci.insight.203167