호흡에 필수적인 기관인 기관이 형성되기 위해서는 연골과 평활근을 만들어내는 동안 충직의 정상적인 발생이 매우 중요하다.지금까지 간 충직의 분화에는 상피 조직의 Nkx2.1 유전자의 발현이 필요하다고 생각되었지만, 본 연구에서는 우선 Nkx2.1을 결손시킨 마우스에서도 기관간 충직 의 마커인 Tbx4 유전자의 발현이 인정되는 것을 발견.대신, 기관간 충전의 발생에는 다양한 유전자의 발현을 조절하는 것으로 여겨지는 Wnt 신호가 상피 조직에서 활성화되는 것이 필요하다는 것을 발견했다.

　또, 상피의 Wnt 시그널 활성화에 이어, 간충직의 Wnt 시그널이 활성화하는 것도, Tbx4 유전자의 발현과 간충직으로의 분화에 필요한 것을 발견.소개 간충직으로 분비되는 Wnt 리간드가 상피의 Wnt 시그널을 활성시킨 다음, 상피로 분비되는 Wnt 리간드가 간충직의 Wnt 시그널을 활성하는 하류에서 Tbx4 유전자가 발현하여 간충직의 발생이 유도된다고 한다.이러한 상피와 간충직의 양방향 Wnt 신호가 기관 발생의 기원인 것이 밝혀졌다.

　이 그룹은 또한이 발견을 배양 기술의 개발에 적용함으로써 배양 접시에서 마우스 및 인간 ES 세포로부터 기관간 충전의 복합 조직을 유도하는 데 성공했다.개발된 유도배양 기술은 장기를 모방한 인공 미니장기 '오르가노이드' 개발의 단서가 되기 때문에 향후 인공적인 호흡기 형성기술에의 응용을 기대할 수 있다고 한다.또한, 간충직의 형성 이상은 선천성 호흡기 질환의 원인이 되기 때문에 간충직의 형성 기구를 해명한 본 성과는 이들 병태의 해명으로 이어질 수도 있다.

논문 정보:【Nature Communications】Bidirectional Wnt signaling between endoderm and mesoderm confers tracheal identity in mouse and human cells