고혈압 세포 단위 '전신 지도' 완성…유전적 위험 연결 규명

고혈압의 발병 기전과 유전적 위험도를 세포 단위에서 연결한 '고혈압 전신 단일세포 지도'가 완성됐다. 세 가지 동물 모델과 여섯 개 장기·조직을 아우르는 이번 연구는 과학저널 사이언스(Science)에 게재됐다.

연구팀은 혈관긴장II 주입 마우스(신경체액성 기전), 달(Dahl) 염분민감성 쥐(염분민감성 고혈압), 자연발생 고혈압 쥐(유전성·노화 관련 고혈압) 등 병리생리 기전이 서로 보완되는 동물 모델을 활용했다.

분석 대상은 시상하부, 신장, 3차 장간막 동맥, 심장 좌심실, 중대뇌동맥, 말초혈액 단핵구 등 여섯 개 장기·조직이다. 단일세포핵 RNA 시퀀싱(snRNA-seq), 단일세포 RNA 시퀀싱(scRNA-seq), 일부 표본의 snMultiome-seq 등을 통합해 고혈압 진행 과정의 전사체·후성유전체 변화를 포착했다.

분석 결과 모델과 장기를 가로지르는 공통 전사 변화와 함께 모델·조직 특이적 적응 및 부적응 양상이 확인됐다. 연구팀은 혈압 수치와 연관된 보존적 혈관평활근세포 유전자 프로그램, 신장 손상 및 혈압과 연관된 신장세관 유전자 프로그램, 지질 처리·전단응력·심장보호 신호와 관련된 내피세포 적응 등을 규명했다.

이어 혈압과 표적장기 손상 등 아홉 가지 형질의 전장유전체연관분석(GWAS) 결과를 통합한 결과, 모델별·공유 세포유형-형질 연관성이 드러나 각 모델이 고혈압 관련 인간 유전 구조의 서로 다른 측면을 반영하는 것으로 나타났다.

연구팀은 비암호화 변이 rs28451064를 우선 검증해 유전체 편집으로 생체 내 혈압 영향을 확인했고, 이 변이가 SLC5A3와 RCAN1 등 인접 유전자를 대립유전자 특이적으로 조절하며 장거리 염색질 상호작용 등 후성유전 기전이 관여할 가능성을 제시했다.

논문 제1저자는 치우 충즈(Qiongzi Qiu)이며, 제목은 '고혈압의 장기 간 단일세포 분석(A cross-organ single-cell analysis of hypertension)'이다.