IT之家 10 月 14 日消息，腎臟疾病影響著全球約九分之一的成年人，而且目前人類中腎衰竭的發(fā)病率在世界各地穩(wěn)步上升。
如果能在實(shí)驗(yàn)室中培育出具有功能性的腎組織，無疑能夠幫助這些人恢復(fù)腎功能，同時(shí)有助于加快腎臟疾病的研究和治療。
據(jù)公開資料，人類腎臟的正常形成是由兩個(gè)組成部分組成的 —— 后腎間充質(zhì)和輸尿管芽。而現(xiàn)在，四川大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)的科學(xué)家們參與的一支國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)培育出了人體腎臟的一個(gè)重要構(gòu)件，即輸尿管芽。
這項(xiàng)研究聯(lián)合了多位業(yè)界巨擘，例如布里格姆婦女醫(yī)院腎科主任和醫(yī)學(xué)工程部創(chuàng)始主任 Joseph Bonventre 博士。
七年前，布萊根大學(xué)腎臟部門主任和醫(yī)學(xué)工程部創(chuàng)始主任的實(shí)驗(yàn)室、Joseph Bonventre 博士實(shí)驗(yàn)室的研究人員發(fā)現(xiàn)了如何從人類干細(xì)胞中創(chuàng)造出第一個(gè)被稱為后腎間質(zhì)的組塊。
他們創(chuàng)造了一種非常有效的方法來生產(chǎn)第二個(gè)人體重要組織 (輸尿管芽)，它可以長(zhǎng)成成人腎臟收集系統(tǒng)。它們還表現(xiàn)出這兩部分細(xì)胞之間相互作用的特征，復(fù)制了腎臟發(fā)育過程中自然發(fā)生的部分相互作用。
結(jié)合之前的研究成果有望在將來通過培養(yǎng)皿培育出完整的人類生物腎。IT之家了解到，相關(guān)研究成果已發(fā)表在近期的《自然-生物技術(shù)》雜志上。
定向分化人多能干細(xì)胞 (hPSCs) 對(duì)于功能輸尿管和集合管 (CD) 上皮細(xì)胞對(duì)腎臟再生醫(yī)學(xué)至關(guān)重要。在這里，我們描述了高效、無血清的 hPSCs 向輸尿管芽 (UB) 類器官和功能性 CD 細(xì)胞的分化。hPSCs 首先以 90% 的效率誘導(dǎo)成前腎祖細(xì)胞，然后聚集成具有類似腎導(dǎo)管分子特征的球體。在三維基質(zhì)中，球形形成 UB 類器官，表現(xiàn)出類似于胎兒 UB 的分支形態(tài)發(fā)生，并正確地定位 RET 表達(dá)的遠(yuǎn)端尖端。在嵌合胎腎外植體培養(yǎng)中，類器官來源的細(xì)胞合并到祖龕的 UB 尖端。在后期，UB 類器官分化為 CD 類器官，單細(xì)胞 RNA 測(cè)序估計(jì)其中包含 > 95% 的 CD 細(xì)胞類型。乳糜瀉上皮細(xì)胞具有腎電生理功能，主要細(xì)胞具有鈣離子介導(dǎo)的鈉載體轉(zhuǎn)運(yùn)，foxi1 誘導(dǎo)的插層細(xì)胞具有 v 型 atp 酶質(zhì)子泵活性。
此外，Bonventre 實(shí)驗(yàn)室首次創(chuàng)造了人類的主細(xì)胞系和插入細(xì)胞系，這兩種細(xì)胞系構(gòu)成了腎臟的最終尿液處理成分。這項(xiàng)研究可能有助于研究人員測(cè)試影響腎臟收集系統(tǒng)的腎臟疾病的新療法。這包括許多先天性腎臟和尿路異常，包括多囊腎病，這是最常見的遺傳疾病之一。
“我們已經(jīng)開發(fā)出一種高效的方法來生成腎臟組織的一種關(guān)鍵成分，該成分負(fù)責(zé)維持許多血液化學(xué)物質(zhì)，對(duì)腎臟的發(fā)育至關(guān)重要。此外，我們還首次創(chuàng)造了人類腎臟細(xì)胞，可以用于開發(fā)新藥，幫助研究遺傳和獲得性疾病，并提高我們對(duì)腎臟如何發(fā)育和控制體內(nèi)代謝平衡的了解。最終，現(xiàn)在有能力生成兩種負(fù)責(zé)生成功能性腎臟組織的成分，這項(xiàng)工作為探索腎功能衰竭患者的腎功能替代提供了重要的一步，或者在未來，可以在培養(yǎng)皿中人工生成一個(gè)腎臟?！?/p>
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