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저자정보
Kim Hyeok (The Catholic University of Korea) Park Soon-Jung (T&R Biofab Co. Ltd.) Park Jae-Hyun (The Catholic University of Korea) Lee Sunghun (City University of Hong Kong) Park Bong Woo (The Catholic University of Korea) Lee Soon Min (SL BIGEN Inc.) Hwang Ji-Won (The Catholic University of Korea) Kim Jin-Ju (The Catholic University of Korea) Kang Byeongmin (Pohang University of Science and Technology) Sim Woo-Sup (The Catholic University of Korea) Kim Hyo-Jin (SL BIGEN Inc.) Jeon Seung Hwan (The Catholic University of Korea) Kim Dong-Bin (The Catholic University of Korea) Jang Jinah (Pohang University of Science and Technology) Cho Dong-Woo (Pohang University of Science and Technology) Moon Sung-Hwan (T&R Biofab Co. Ltd.) Park Hun-Jun (The Catholic University of Korea) Ban Kiwon (City University of Hong Kong)
저널정보
대한생화학·분자생물학회 Experimental and Molecular Medicine Experimental and Molecular Medicine 제54권
발행연도
2022.8
수록면
1 - 14 (14page)
DOI
10.1038/s12276-022-00827-8

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Since an impaired coronary blood supply following myocardial infarction (MI) negatively affects heart function, therapeutic neovascularization is considered one of the major therapeutic strategies for cell-based cardiac repair. Here, to more effectively achieve therapeutic neovascularization in ischemic hearts, we developed a dual stem cell approach for effective vascular regeneration by utilizing two distinct types of stem cells, CD31+-endothelial cells derived from human induced pluripotent stem cells (hiPSC-ECs) and engineered human mesenchymal stem cells that continuously secrete stromal derived factor-1α (SDF-eMSCs), to simultaneously promote natal vasculogenesis and angiogenesis, two core mechanisms of neovascularization. To induce more comprehensive vascular regeneration, we intramyocardially injected hiPSC-ECs to produce de novo vessels, possibly via vasculogenesis, and a 3D cardiac patch encapsulating SDF-eMSCs (SDF-eMSC-PA) to enhance angiogenesis through prolonged secretion of paracrine factors, including SDF-1α, was implanted into the epicardium of ischemic hearts. We verified that hiPSC-ECs directly contribute to de novo vessel formation in ischemic hearts, resulting in enhanced cardiac function. In addition, the concomitant implantation of SDF1α-eMSC-PAs substantially improved the survival, retention, and vasculogenic potential of hiPSC-ECs, ultimately achieving more comprehensive neovascularization in the MI hearts. Of note, the newly formed vessels through the dual stem cell approach were significantly larger and more functional than those formed by hiPSC-ECs alone. In conclusion, these results provide compelling evidence that our strategy for effective vascular regeneration can be an effective means to treat ischemic heart disease.

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