우리는 다양한 리소좀 저장 질환(LSD)의 모델로 다양한 환자 유래 섬유아세포를 확립하여 약물 스크리닝을 위한 귀중한 도구를 제공했습니다.
LSD는 일반적으로 리소좀 분해 과정을 촉진하는 특정 효소의 결핍으로 인해 리소좀 내에 미분해 물질이 축적되는 희귀 유전 질환 그룹입니다.
이러한 질환은 신체 및 인지 기능에 심각한 장애를 초래하여 발달 지연, 장기 기능 장애, 수명 단축을 초래할 수 있습니다.
일부 LSD는 유아기나 아동기에 이미 나타나 건강이 급격히 악화될 수 있습니다.
이제 우리는 환자 유래 세포와 건강한 대조군 간의 병리학적인 차이를 분석하여 고셔병, 폼페병, 니만-픽병 환자의 섬유아세포를 특성화하기 시작했습니다.
4MUG 분석을 통한 효소 활성과 리소좀 형태 및 크기 변화를 총 리소트래커 신호로 분석했으며, 리소트래커 신호가 증가하면 형태 변화로 인해 리소좀 크기가 증가했음을 의미하므로 이를 평가했습니다.
건강한 대조군과 비교하여 고셔병 환자의 섬유아세포에서 β-글루코세레브로시다제(GCase) 활성과 폼페병 환자의 섬유아세포에서 α-글루코시다제(GAA) 활성을 평가한 결과 병에 걸린 섬유아세포의 효소 활성에 뚜렷한 손상이 있는 것으로 나타났습니다.
고셔, 폼페, 니만-픽(NPC) 환자의 섬유아세포를 라이소트래커로 이미징한 결과 건강한 세포에 비해 리소좀 형태에 상당한 차이가 있는 것으로 나타났습니다.
고셔 환자 유래 섬유아세포는 라이소트래커 염색으로 뒷받침되는 GCase 활성이 크게 감소하여 건강한 세포에 비해 증가된 신호를 보였으며, 이는 건강한 대조군과 비교했을 때 확대된 리소좀을 반영합니다(그림 1). 
그림 1: 고셔병: (A) 고셔병 환자 유래 및 건강한 개인 유래 섬유아세포의 β-글루코세레브로시다제(GCase) 활성도를 4MUG 분석을 통해 상대 형광 단위(RFU)로 평가한 값과 다음과 같습니다.
(B) 건강한 대조군의 백분율로 표시된 라이소트래커 신호.
단방향 분산 분석에 이어 Dunnett의 다중 비교 테스트.
***p<0.001. 마찬가지로, 폼페병 환자 유래 세포는 GAA 활동이 심하게 손상된 것으로 나타났는데, 라이소트래커 염색 결과 건강한 세포에 비해 신호가 현저히 증가했습니다(그림 2). 
그림 2: 폼페병:
(A) 폼페병 환자 유래 및 건강한 개인 유래 섬유아세포의 α-글루코시다제(GAA) 활성도를 4MUG 분석을 통해 평가하고 상대적 형광 단위(RFU)로 표시.
(B) 건강한 대조군의 백분율로 표시된 라이소트래커 신호.
비쌍검정 t-검정.
***p<0.001. 니만-픽병(NP) 환자에서 추출한 두 개의 서로 다른 섬유아세포 라인은 12시간의 라이소트래커 배양 후 건강한 대조군에 비해 훨씬 더 많은 수의 리소좀을 나타냈습니다(그림 3). 
그림 3 니만-픽병: 두 개의 서로 다른 니만-픽 C형 환자 유래 섬유아세포의 라이소트래커 신호를 건강한 대조군의 백분율로 표시.
짝을 이루지 않은 t-검정.
**p<0.01; ***p<0.001. 이러한 발견은 LSD 환자 유래 섬유아세포가 질병 특성을 현실적으로 모방하기 때문에 약물 테스트를 위한 강력한 도구로서의 잠재력을 강조합니다.
이러한 세포주는 각각 고셔병, 니만-픽 C1형 질환, 폼페병을 모델링하기 위한 4L/PS-NA 및 GBA D409V KI 마우스, NPC1-/- 마우스, 6neo 마우스를 포함하여 사용 가능한 각 마우스 모델을 보완하는 도구로 사용할 수 있습니다.
현재 진행 중인 연구에는 크랩병 및 파브리병과 같은 다른 LSD로 구성된 다양한 LSD 섬유아세포주에 대한 광범위한 특성 분석이 포함됩니다.
이 연구는 LSD에 대한 이해를 증진하는 데 기여하고 표적 치료 개입의 개발에 대한 가능성을 제시합니다. 환자 유래 섬유아세포 연구를 시작하려면 지금 바로 문의하세요!
