배경: 말초동맥질환(PAD)은 전 세계적으로 약 2억 3천만 명에 영향을 미치며, 만성 사지 위협 허혈(CLTI)은 사지 절단으로 이어질 수 있다. 사람 유도만능줄기세포 유래 내피세포(hiPSC-ECs)는 PAD 치료를 위한 유망한 공급원으로 여겨진다. 그러나 현재까지 hiPSC-ECs의 임상 적용을 위한 규제 기준이 확립되어 있지 않으며, hiPSC-ECs를 포함하는 전임상 연구에 대한 보고도 없다. 본 연구는 전임상 개념 증명 분석을 통해 임상 등급의 hiPSC-ECs에 대한 타당성, 안전성 및 유효성을 규명함으로써 이러한 공백을 해결하고자 한다. 방법 및 결과: 임상 등급 hiPSC 라인을 에피솜 플라스미드를 사용하여 3명의 PAD 환자의 혈액으로부터 확립하였다. 이들의 만능성은 qRT-PCR 및 면역염색을 통해 만능성 표지자의 발현을 평가함으로써, 또한 종양(teratoma) 분석에서의 만능성으로 확인하였다. 더불어 PAD-hiPSCs는 정상 핵형을 보였다. 이후 PAD-hiPSCs를 내피세포(EC)로 분화시켰으며, 모든 세포가 cobble-stone EC 형태를 보였고 qRT-PCR 및 면역염색으로 확인한 바와 같이 EC 표지자를 발현하였다. PAD-hiPSC 유래 EC는 유세포분석에서 최소 98.4 ± 0.2%의 CDH5와 94.4 ± 1.3%의 VWF를 발현하였다. CGH array로 확인한 바에 따르면 PAD-hiPSC-ECs는 전 게놈에 걸쳐 정상 핵형 및 사본 수 변이(copy number variation)를 유지하였다. 또한 Matrigel에서의 관 형성 및 세포 내 일산화질소 생성과 같은 내피 세포 특성을 나타냈다. 여성 및 남성 마우스의 허혈성 뒷다리에 PAD-hiPSC-ECs를 투여한 결과, 대조군에 비해 혈류 회복이 약 3.3배, 사지 상실 위험이 약 8.8 ± 0.6%로 감소, 혈관 밀도가 약 2.7배 증가하였다. 이러한 이식된 hiPSC-ECs는 혈관 형성 능력을 보였으며, 그 결과 신생혈관형성에 기여하였다. 더욱 중요하게, 우리는 면역결핍 누드 마우스에서 1년 동안 이러한 세포의 독성, 생체분포 및 종양형성 가능성을 평가하였다. 그 결과 12개 장기에서 종양형성 세포가 검출되지 않았고, 이상사례도 관찰되지 않았다. 모든 데이터를 종합할 때, PAD 치료를 위한 임상시험에 hiPSC-ECs의 사용이 승인되었다. 결론: 본 전임상 개념 증명 연구 결과는 처음으로 PAD에 대한 자가 세포치료를 목적으로 환자 유래 hiPSC-ECs의 임상적 적합성을 입증한다. 본 연구는 또한 hiPSC-ECs의 임상 개발을 위한 규제 지침의 필요성을 시사한다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.