人诱导多能干细胞(hiPSCs)分化为KDR+CD56+APLNR+(KNA+)表达的中胚层亚群。KNA+细胞具有较高的克隆增殖潜力，并可特异性转化为内皮集落形成细胞(ECFCs)表型。
将患者体细胞基因重组为人诱导多能干细胞(hipsc)的能力为多因子疾病建模提供了一种新的工具，使hipsc衍生细胞成为损伤组织和器官的潜在治疗药物。生成hipsc衍生内皮已被提出作为研究健康和疾病中血管生成和血管生成的基本机制的手段。然而，模拟内皮细胞(EC)功能障碍，例如，正如在糖尿病微血管疾病中所见，使用hiPSCs一直具有挑战性。尽管有这些局限性，但在来自糖尿病个体的hiPSCs衍生的ec中观察到血管生成功能减弱。这是否代表了一种真正的疾病相关缺陷，还是与用于生成细胞的方案有关尚不清楚。
近日，有研究报道，从对照组和糖尿病个体中生成hiPSCs，开发一种新的分化方案，并检测hiPSCs生成的EC前体的体内外功能。相关研究发表在《ScienceAdvances》上，文章标题为：“Specificmesodermsubsetderivedfromhumanpluripotentstemcellsamelioratesmicrovascularpathologyintype2diabeticmice”。
研究人员认为，从hiPSCs中获得EC的关键是了解EC在胚胎中出现的正常发育阶段。EC谱系是在胃形成过程中作为中胚层最早从原始条纹中出现的物种之一，并在分化迅速的模式生物中得到了很好的研究。斑马鱼ECs产生于大多数由中胚层世系组成的区域。在非洲爪蟾动物帽试验中，通过激活素和骨形态发生蛋白4(BMP4)信号通路之间的可控平衡，中胚层即使在世系确定后仍保持命运的灵活性。一些中胚层来源的ECs是在胚胎内由固定体细胞产生的。使用分化小鼠胚胎干细胞(ESCs)的出色研究已经确定了允许产生多个中胚层亚群的特定培养条件，反映了胚胎和胚胎外中胚层的可比性(包括有组织的、中胚层和后胚层原始条纹)，有报道称ECs产生于所有这些中胚层亚群。
有多种方法被用来控制hiPSCs向ECs的分化。每种方法都通过中胚层状态来区分hiPSC。从发育的角度来看，包括血管内皮生长因子(VEGF)、Notch、Wnt、Hedgehog、转化生长因子-β(TGF-β)在内的众多信号通路，以及包括Sox因子、e-26(ETS)因子、β-catenin、Forkhead因子和Nr2f2在内的许多转录网络，都对中胚层EC的规范至关重要。利用中胚层EC规范的关键标记，我们现在报道了一种方法，通过显示后外侧中胚层特征的特定中胚层子集，生成显示类似脐血和成人外周血内皮集落形成细胞(ECFCs)属性的EC。
ecfc是主要的人类ECs，存在于人类个体的血管中，在外周血中循环的数量非常少，并显示出克隆增殖潜力和体内血管形成能力的层次。ecfc被认为是人类个体缺血性疾病修复细胞的潜在来源。不幸的是，原发性ecfc的获取受到位置、在循环血液中的罕见性、随着年龄增长血液浓度降低以及糖尿病等疾病功能障碍风险的严重限制。之前报道的报道中提到过ecfc可以通过一个复杂而漫长的多步骤分化协议从hiPSCs中获得。在本研究中，我们试图识别具有高增殖潜力(HPP)的ecfc的中胚层前体，以提供更快速的ecfc获取，并避免与之前所需的长时间扩张相关的增殖压力和成本。
本研究中，研究人员将KNA+细胞皮下植入非肥胖糖尿病/重度联合免疫缺陷小鼠的腹部和2型糖尿病小鼠(db/db小鼠)的玻璃体均可分化为灌流血管。转录组学分析显示，来自糖尿病的hiPSCs分化为KNA+细胞足以改变糖尿病状态引起的基因表达基线差异，并将糖尿病细胞重编程为类似于非糖尿病hiPSCs衍生的KNA+细胞的模式。对注射了对照组或糖尿病供者来源的KNA+细胞的db/db小鼠视网膜进行的蛋白质组学阵列研究显示，db/db视网膜中的异常信号向正常健康视网膜校正。这些数据提供了KNA+细胞在db/db小鼠中恢复灌注和纠正血管功能障碍的“原理证明”。研究策略包括识别和使用新方法将人类诱导性多能干细胞（hipsC）分化为具有血管修复特性的特定中胚层细胞亚群。
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