科学家在人造迷你肾脏器官研发方面取得重大进展

2021年06月19日 20:17 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

类似于肾脏输尿管芽的器官提供了一种研究肾脏疾病的方法,可以为患者带来新的治疗和再生方法。南加州大学凯克医学院的一个科学家团队已经创造了可能成为组装合成肾脏的一个关键构件。

在《自然-通讯》杂志的一项新研究中,Li Zhongwei和他的同事描述了他们如何能够生成初级的人造肾脏结构,它类似于收集管系统,通过浓缩和运输尿液帮助维持身体的液体和pH值平衡。

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该研究的通讯作者、医学、干细胞生物学和再生医学助理教授Li Zhongwei说:"我们在创建新型肾脏器官方面的进展不仅为了解发育和疾病提供了强有力的工具,而且还为患者寻找新的治疗和再生方法。

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李中伟,博士,南加州大学干细胞李实验室

创造构件

该研究的第一作者,博士生Zipeng Zeng和博士后Biao Huang,以及该团队从被称为输尿管芽祖细胞(UPCs)的群体开始,在早期肾脏发育中发挥重要作用。首先使用小鼠,然后是人类的UPCs,科学家们能够开发出鼓励细胞形成类似于输尿管芽的器官模型的分子鸡尾酒--最终产生收集管系统的分支管。科学家们还成功地找到了一种不同的鸡尾酒,诱导人类干细胞发育成输尿管芽器官。

一种额外的分子鸡尾酒推动输尿管芽器官--从小鼠UPCs或人类干细胞生长出来--可靠地发育成更加成熟和复杂的集合管器官。

人类和小鼠的输尿管芽器官也可以通过基因工程来孕育导致患者疾病的突变,为了解肾脏问题提供更好的模型,也为筛选潜在的治疗药物。作为一个例子,科学家们敲除了一个基因,创建了一个肾脏和尿路先天性异常的类器官模型,称为CAKUT。

除了作为疾病的模型,输尿管芽体也可能被证明是合成肾脏配方中的一个重要成分。为了探索这种可能性,科学家们将小鼠输尿管芽器官与第二种小鼠细胞群结合起来:形成肾小球的祖细胞,这是肾脏的过滤单元。在将实验室培养的输尿管芽的顶端插入NPCs群中后,研究小组观察到一个广泛的分支管网络的生长,让人联想到集合管系统,并与初级肾脏融合。

Li说:"我们的工程小鼠肾脏在肾小球和集合管之间建立了联系--这是未来建立一个功能性器官的重要里程碑。

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