신장, 간, 폐, 췌장 등을 비롯해 혈관 그리고 유방과 같은 우리 몸의 주요 장기들은 모두 관(tube)을 기본 구조로 하고 있다. 이들 관들은 물질의 이동 통로가 된다는 점에서 형태학적으로 비슷하지만 각 장기의 관이 형성되는 발생학적 경로는 각기 다르다.

유선(mammary gland) 현성의 경우에는 바깥쪽 세포들의 극성 형성과 안쪽 세포들의 죽어가는 cavitation이 중요하다는 것이 알려져 있다. 유선 발생 과정에 대한 연구를 위해 유선상피세포인 MCF-10A 세포주의 3D acini 배양법이 널리 이용되고 있는데, 3D acini 안쪽 공간에 위치한 세포들(inner cell)은 세포외기질 (extracellular matrix; ECM)로부터 격리되고 이들은 결국 apoptosis(세포사멸) 또는 necroptosis(괴사)를 통해 빈 내강이 형성된다고 보고되었다.

그러나, 기존 연구에서 apoptosis/necroptosis 과정 모두를 억제하여도 acini 내강 형성을 완벽하게 억제하지 못하고 시간이 지나면 여전히 내강이 형성된다. 따라서 유선 내강의 형성 과정에 세포사멸과 necroptosis 외에도 우리가 모르는 또 다른 조절현상이 존재하다는 것을 제시한다.

본 연구진은 유선세포의 3D acini를 관찰하던 중에서 흥미롭게도 내부가 완전히 빈 공간이 아니라 세포막 구조의 vacuole들이 차지하고 있다는 것을 발견하였다. 유선세포에서 형성된 vacuole을 전자현미경으로 분석한 결과, endocytic pathway의 일종인 ”macropinocyte”로 생기는 vacuole과 크기는 유사하였다. 기존에 알려진 Macropinocytosis는 actin-polymerization을 통해 세포 바깥쪽으로 팔을 뻗어 외부 물질을 삼키는 기전이지만, 유선세포에서 ECM에서 떨어지고 동시에 actin-disruption으로 인하여 생성되는 endocytic vacuoles의 특징은 actin-depolymerization에 의존적이며 세포 안쪽방향으로 세포막이 휘어서 시작된다.

본 연구의 핵심 내용은 유선세포에서 ECM과 격리되고 actin-depolymerization으로 인하여 형성되는 large vacuole의 정체, 이들 형성에 중요할 수 있는 새로운 endocytic pathway인 Reverse Macropinocytosis (RevMac)의 특징 및 조절에 기여하는 machinery를 규명하는 것이다.

이러한 vacuole의 형성 및 분자적 기전을 규명하는 연구는 유선 형성의 새로운 발생학적 기전을 제시할 것으로 기대한다.