근거: ETV2를 이용한 섬유아세포의 내피세포로의 직접 재프로그래밍(direct reprogramming, rECs 전환)은 혈관 재생에 대한 가능성을 보여준다. 그러나 현재의 통합형 바이러스 벡터를 사용하는 접근법은 임상 적용 전환에 장애가 있으며, 장기 세포 생존이 불량하여 치료 효능이 제한된다. 목적: 비통합성 아데노바이러스 ETV2(Ad-ETV2)를 사용하여 rEC를 생성하는 임상 호환적 방법을 개발하고, 펩타이드-아마피일(peptide amphiphile, PA) 나노매트릭스 캡슐화를 통해 이식편 정착과 치료 효능을 향상시키고자 한다. 방법 및 결과: 사람 피부 유래 섬유아세포를 Ad-ETV2로 재프로그래밍하고 유세포분석, RNA 시퀀싱 및 기능적 분석으로 특성화하였다. 치료 효능은 12개월 동안 PA-RGDS 캡슐화 유무에 따른 마우스 하지 허혈 모델에서 평가하였다. Ad-ETV2는 6일 이내에 강력한 내피 유전자 발현(CDH5, KDR, PECAM1)을 유도했으며, 재프로그래밍 효율은 40–50%였다. KDR+ Ad-rEC는 Ac-LDL 섭취, 튜브 형성, 그리고 HUVEC에 비해 200배 더 높은 탁월한 proangiogenic 인자 분비를 포함하는 기능적 내피 세포 특성을 보였다. RNA 시퀀싱 결과, 섬유아세포 유전자 억제와 내피/혈관생성 유전자 활성화가 동반되는 빠른 전사 재프로그래밍이 확인되었다. 하지 허혈에서 Ad-rEC는 대조군 대비 혈류 회복과 모세혈관 밀도를 유의하게 향상시켰다. 장기 분석에서는 세포 이식의 지속적 혈관 기여가 세 가지 기전(직접 편입, 혈관주위 지지, 혈관 유도)을 통해 12개월 동안 유지되는 것으로 나타났으며, 이는 재프로그래밍된 세포에 대한 보고된 추적 관찰 중 최장 기간이었다. PA-RGDS 캡슐화는 세포 잔존(retention)을 현저히 개선하였다. 3개월까지 75%의 세포가 소실되었으나, 이후에는 잔존율이 안정화되어 12개월까지 추가 소실은 최소 수준이었다. 결론: 아데노바이러스 ETV2 전달은 유전체 통합 없이 임상 호환적 rEC의 효율적 생성을 가능하게 한다. 이러한 세포는 다중 혈관 재생 기전을 통해 강력하고 지속적인 치료 효능을 보인다. PA-RGDS 캡슐화는 장기 이식편 정착을 유의하게 향상시켜, 허혈성 심혈관 질환 치료를 위한 유망한 플랫폼으로서 이 결합 접근법을 확립한다.

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