배경: 말초동맥질환(PAD)은 진행된 경우 절단으로 이어질 수 있으며, 따라서 사람 유도만능줄기세포(hiPSC)를 이용한 세포치료는 유망한 치료 옵션이다. hiPSC로부터 유도된 내피세포(hiPSC-ECs)는 실험적 허혈성 심혈관질환의 치료에서 유리한 효과를 보였다. 면역학적 반응을 피하기 위해 PAD 환자에 대한 자가(autologous) 접근이 바람직하다. 그러나 PAD 환자에서 유래한 hiPSC 및 hiPSC-ECs가 건강한 지원자에서 유래한 것과 유사한 특성과 효능을 보이는지 여부는 아직 알려져 있지 않다. 따라서, 비(非)PAD 공여자와 PAD 환자 사이에 hiPSC 및 hiPSC-ECs의 특성과 효능에 유의한 차이가 있는지 탐색하였다. 방법 및 결과: 우리는 7명의 비-PAD 공여자와 8명의 PAD 환자의 혈액으로부터 hiPSC를 성공적으로 생성하였다. qRT-PCR, 유세포분석 및 면역염색으로 확인한 바에 따르면, 비-PAD 및 PAD 유래 hiPSC 모두 만능성(pluripotency) 표지자의 발현 수준이 유사하였다. 모든 hiPSC는(군에 무관하게) 종양성기형종(teratoma)을 형성하였고 정상 핵형을 보였다. RNA-seq 분석에서는 군 간 유사한 유전자 발현 프로파일이 확인되었다. 이어서 임상적으로 적합한 방식으로 hiPSC를 내피세포(EC)로 분화시켰다. 비-PAD 및 PAD 공여자에서 유래한 hiPSC-ECs는 유전자(qRT-PCR)와 단백질 수준(면역염색 및 유세포분석) 모두에서 내피세포 표지자의 발현 수준이 유사하였다. RNA-seq 분석에서는 군 간 유전자 발현 프로파일의 전반적인 차이가 유의하지 않았다. 시험관 내 질소산화물(nitric oxide) 분석 및 관상(tubular) 구조 형성 분석에서, 두 군의 hiPSC-ECs는 유사한 내피세포 특성과 기능을 보였다. 하지 허혈 유도 후 하지 근육에 주입했을 때, 두 군 모두 유사한 관류 회복(perfusion recovery), 사지 보존(limb salvage), 그리고 혈관 형성 능력을 나타냈다. 두 군 모두에서 이식된 hiPSC-ECs 역시 유사한 혈관형성(angiogenic) 및 혈관형성 능력을 보였다. 결론: 본 연구는 비-PAD 공여자와 PAD 환자에서 유래한 hiPSC 및 hiPSC-ECs 간에 분자 및 세포생물학적 특성, 치료 효과, 그리고 혈관형성 능력 측면에서 유의한 차이가 없음을 보여주었다. 본 연구는 PAD 환자에서 유래한 hiPSC 및 hiPSC-ECs가 자가 세포치료를 위한 새로운 플랫폼으로 활용될 수 있음을 시사한다.

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