Differentiation of keratinocytes from human embryonic stem cells (hESCs) and human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) has become an important tool for wound healing research and for studying skin diseases in instances where patient cells are not available. Several keratinocyte differentiation protocols using hiPSC colony fragments or embryoid bodies have been published with some requiring prolonged time for differentiation or extended use of reagent cocktails. In this study, we present a simplified method to efficiently generate large numbers of uniformly differentiated keratinocytes in less than 4 weeks from singularized hiPSCs with differentiation factors, retinoic acid and bone morphogenetic protein 4 (BMP4). Low seeding density of singularized iPSCs results in keratinocyte cultures with minimum cell death during differentiation and up to 96% homogeneity for keratin 14-positive cells and low percentage of keratinocyte maturation markers, comparable to early passage primary keratinocytes. hiPSC-derived keratinocytes remain in a proliferative state, can be maintained for prolonged periods of time, and can be terminally differentiated under high calcium conditions in the same way as primary human keratinocytes. Moreover, coculturing hiPSC-derived fibroblasts and keratinocytes consistently formed organotypic 3D skin equivalents. Therefore, keratinocytes generated by this method are a viable source of cells for downstream applications.

中文翻译：

---

在确定的培养条件下从人诱导的多能干细胞生成角质形成细胞

角质形成细胞与人类胚胎干细胞 (hESCs) 和人类诱导多能干细胞 (hiPSCs) 的分化已成为伤口愈合研究和在患者细胞不可用的情况下研究皮肤疾病的重要工具。已经发表了几种使用 hiPSC 集落片段或胚状体的角质形成细胞分化方案，其中一些需要延长分化时间或延长使用试剂混合物。在这项研究中，我们提出了一种简化的方法，可以在不到 4 周的时间内从具有分化因子、视黄酸和骨形态发生蛋白 4 (BMP4) 的单一化 hiPSC 中有效地生成大量均匀分化的角质形成细胞。单一化 iPSC 的低播种密度导致角质形成细胞培养物在分化过程中细胞死亡最少，角蛋白 14 阳性细胞的同质性高达 96%，并且角质形成细胞成熟标志物的百分比低，与早期传代原代角质形成细胞相当。hiPSC衍生的角质形成细胞保持增殖状态，可以维持较长时间，并且可以在高钙条件下以与原代人角质形成细胞相同的方式进行终末分化。此外，共培养 hiPSC 衍生的成纤维细胞和角质形成细胞始终形成器官型 3D 皮肤等价物。因此，通过这种方法产生的角质形成细胞是下游应用的可行细胞来源。与早期传代原代角质形成细胞相当。hiPSC衍生的角质形成细胞保持增殖状态，可以维持较长时间，并且可以在高钙条件下以与原代人角质形成细胞相同的方式进行终末分化。此外，共培养 hiPSC 衍生的成纤维细胞和角质形成细胞始终形成器官型 3D 皮肤等价物。因此，通过这种方法产生的角质形成细胞是下游应用的可行细胞来源。与早期传代原代角质形成细胞相当。hiPSC衍生的角质形成细胞保持增殖状态，可以维持较长时间，并且可以在高钙条件下以与原代人角质形成细胞相同的方式进行终末分化。此外，共培养 hiPSC 衍生的成纤维细胞和角质形成细胞始终形成器官型 3D 皮肤等价物。因此，通过这种方法产生的角质形成细胞是下游应用的可行细胞来源。共培养 hiPSC 衍生的成纤维细胞和角质形成细胞一致地形成了器官型 3D 皮肤等价物。因此，通过这种方法产生的角质形成细胞是下游应用的可行细胞来源。共培养 hiPSC 衍生的成纤维细胞和角质形成细胞一致地形成了器官型 3D 皮肤等价物。因此，通过这种方法产生的角质形成细胞是下游应用的可行细胞来源。