[학계주요topic] 해외연구동향 2020년 12월
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- Neuroblast senescence in the aged brain augments natural killer cell cytotoxicity leading to impaired neurogenesis and cognition
- Wei-Na Jin, Kaibin Shi, Wenyan He, Jun-Hong Sun, Luc Van Kaer, Fu-Dong Shi & Qiang Liu
Nat Neurosci. 2020 Nov 30. https://doi.org/10.1038/s41593-020-00745-w - 일반적으로 노화는 장기의 기능을 점진적으로 잃어가는 과정이며, 여기에는 면역계가 긴밀하게 관련되어있다고 알려져 있다. 하지만 특수한 면역 기전을 가진 뇌의 경우, 뇌의 노화와 면역계가 어떻게 상호작용 하는지 연구가 부족하였다. 이 연구에선 NK 세포가 Neuroblast의 생존에 어떻게 관여하는지를 밝혔으며, 그 결과 면역체계가 노화에 의해 neurogenic niche environment를 어떻게 변화시키는지 새로운 시각을 제공하였다. 뇌 노화에 대한 새로운 지식은 추후 뇌의 항노화 연구에도 중요한 단초를 제공할 것이다.
- Obesity induces gut microbiota alterations and augments acute graft-versus-host disease after allogeneic stem cell transplantation
- Lam T Khuat, Catherine T Le, Chien-Chun Steven Pai, Robin R Shields-Cutler, Shernan G Holtan, Armin Rashidi, Sarah L Parker, Dan Knights, Jesus I Luna, Cordelia Dunai, Ziming Wang, Ian R Sturgill, Kevin M Stoffel, Alexander A Merleev, Shyam K More, Emanual Maverakis, Helen E Raybould, Mingyi Chen, Robert J Canter, Arta M Monjazeb , Maneesh Dave, James L M Ferrara, John E Levine, Dan L Longo, Mehrdad Abedi, Bruce R Blazar, William J Murphy
Sci Transl Med. 2020 Nov 25;12(571):eaay7713. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.aay7713 - Allogeneic hematopoietic stem cell transplantation (allo-HSCT)는 이식 후 이식편대숙주병 (GVHD)의 발병 위험 때문에 한계가 있었다. 본 연구는 마우스 모델에서 비만이 allo-HSCT 후 GVHD에 부정적인 영향을 끼치는 것을 보였으며, 임상 수준의 코호트 분석을 통해 BMI가 높은 사람은 allo-HSCT 후 생존률이 낮음을 확인했다. 본 논문에선 비만에 따른 allo-HSCT의 반응성 차이가 나타나는 이유 중 하나로 allo-HSCT 이후 gut microbiota가 바뀌는 것을 꼽았으며, 적절한 약물을 통해 이식 후 gut microbiota에서 유래한 독소가 장기에 악영향을 끼치는 것을 억제할 수 있음을 in vivo 수준에서 보였다. 이 연구는 현재 남아있는 allogeneic stem cell transplantation의 문제점 중 일부를 해결할 수 있는 실마리를 제공한다.
- Embryonic Stem-Cell-Derived Extracellular Vesicles Maintain ESC Stemness by Activating FAK
- Yun Ha Hur, Shi Feng, Kristin F. Wilson, Richard A. Cerione, Marc A. Antonyak
Developmental Cell, 2020 Dec 14. https://doi.org/10.1016/j.devcel.2020.11.017 - 줄기세포 연구 및 치료에 있어 줄기세포가 적절한 세포로 분화되기 전까지는 세포 고유의 줄기세포능을 유지하는 것이 중요하다. 이 논문은 Embryonic stem cell-derived extracellular vesicle (ESC-EV) 이 줄기세포능 유지능력을 가진 것을 보였으며, 특히 분화를 유도한 조건에서도 줄기세포능을 유지시켜주는 것을 확인하였다. 이 연구는 ESC-EV가 stemness를 유지시켜주는 기전을 보다 상세히 논하고 있으며, 이를 응용한다면 줄기세포 연구와 산업에 있어 보다 안정적인 세포주 구축에 기여할 것으로 기대된다.
- Cancer-Related Mutations Are Not Enriched in Naive Human Pluripotent Stem Cells
- Giuliano Giuseppe Stirparo, Austin Smith
Cell Stem Cell, 2020 Dec 14. https://doi.org/10.1016/j.stem.2020.11.014 - 배양중인 줄기세포의 cancer-related mutation은 줄기세포 연구 분야의 큰 문제점 중 하나이다. 특히 human pluripotent stem cell (hPSC) 배양 시 보고된 다양한 cancer-related mutation은 hPSC 연구에 있어 큰 걸림돌이었다. 이전까지는 cancer-related mutation이 일어난 줄기세포가 배양 중 우위를 차지하여 selection 된다고 보았지만, 이 연구는 이전 통념과는 반대로 naïve hPSC 배양에서 cancer-related mutation이 selection 되지 않음을 주장하며, 이전 결과는 feeder cell에 의한 오염으로 설명하고 있다. 이 논문은 기존의 통념과는 반대되는 주장을 담고 있으며, 기초 연구 및 산업화의 측면에서 줄기세포의 품질관리에 대한 화두를 던지고 있다.
- Machine Learning of Hematopoietic Stem Cell Divisions from Paired Daughter Cell Expression Profiles Reveals Effects of Aging on Self-Renewal
- Fumio Arai, Patrick S Stumpf, Yoshiko M Ikushima, Kentaro Hosokawa, Aline Roch, Matthias P Lutolf, Toshio Suda, Ben D MacArthur
Cell System 2020 Dec 2;S2405-4712(20)30455-5. https://doi.org/10.1016/j.cels.2020.11.004 - 이 논문은 hematopoietic stem cell 에 대해 single cell sequencing data를 머신러닝 기법 중 하나인 인공신경망을 통해 분석하여 노화에 의한 줄기세포의 능력이 감소하는 것을 설명하고자 하였다. Single cell sequencing은 최근 줄기세포 분야에서 자주 사용되는 방법이지만, 지금까지는 단순한 통계적 기법으로 데이터를 다뤄왔을 뿐, 본격적인 머신러닝을 이용하여 접근하려는 시도는 많이 없었다. 이 논문이 취한 방법론은 머신러닝을 이용한 분자수준의 데이터 분석에 중요한 참고서가 될 것으로 예상된다.