2D 한계 깬 'CUBIC' 기술…전신 3D 세포 지도 첫 구현

일본 연구진이 기존 2차원(2D) 조직 분석의 한계를 넘어, 몸 전체를 단일 세포 수준에서 3차원(3D)으로 분석하는 데 성공했다.

8일(현지시간) 중국 바이오 전문매체 바이오온에 따르면, 우에다 히로키 도쿄대학교 의학부 교수 연구팀은 개별 장기와 몸 전체의 모든 세포를 포함하는 3D 아틀라스 'CUBIC'을 구축했으며, 관련 연구 결과는 국제학술지 '셀(Cell)'에 게재됐다.

연구팀은 조직 투명화 기술인 'CUBIC'을 신생 쥐의 단일 장기와 전신에 적용할 수 있도록 최적화했다. 이와 함께 넓은 시야에서 고해상도 이미지를 촬영할 수 있는 새로운 3D 이미징 기술도 개발했다.

이를 통해 확보한 3D 이미지에서 모든 개별 세포의 위치 정보를 추출해 전신 3D 세포 지도를 완성했다. 이 기술을 활용하면 서로 다른 개체나 실험 조건에서 얻은 세포 분포 데이터를 동일한 참조 프레임워크 상에서 겹쳐 비교 분석할 수 있다.

연구팀은 이번에 구축한 3D 세포 지도가 발생생물학, 생리학, 병리학 등 다양한 연구 분야에서 세포 분포와 수량 변화를 정량적으로 평가하는 기초 기술로 활용될 것으로 기대했다. 기존에 국소 부위에 한정됐던 분석을 장기 전체 또는 전신 단위에서 비교 검토할 수 있게 된 것이다.

또한, 3D 지도 데이터를 기존 유전자 발현 데이터나 공간 전사체 등 2D 공간 오믹스 데이터와 결합하면 형태학적 정보와 분자 정보를 통합 분석할 수 있다. 이는 질병에 대한 이해도를 높이고 병리 상태 분석을 위한 새로운 지표를 만드는 데 기여할 전망이다.

연구팀은 해당 분석 플랫폼이 기존 2D 병리 진단을 보완하고 확장하는 차세대 3D 병리 진단 기술의 기반이 될 것이라며, 향후 인체 조직에도 적용될 수 있을 것으로 내다봤다.