微流体技术在肾脏类器官培养中的创新应用2026-01-06 08:43:14
应用微流体技术设计的“芯片上的器官“具有许多优点，包括延长寿命、生物相容性、更高的气体渗透性和敏感性以及低成本。通过微流体培养系统，探讨细胞外基质、培养基组成、流体剪切应力以及与人内皮细胞共培养对肾类器官体外发育的影响。最初芯片肾脏的研究使用一种以活体人肾脏上皮细胞的微流体装置模拟人肾近端小管，它比传统Transwell培养系统能更好地模拟体内对顺铂毒性和磷酸甘油酸磷酸酶外排转运活性的反应系统，可将上皮单层暴露在模拟活体肾小管的流体剪切应力下，使上皮细胞极化和初级纤毛形成增强。将人诱导多能干细胞衍生的足细胞与一层人肾小球内皮细胞共培养在器官芯片微流体装置中，人诱导多能干细胞衍生的足细胞会产生肾小球基底膜胶原蛋白，并模拟肾小球毛细血管壁的正常组织-组织界面和分子过滤特性，形成具有成熟足细胞功能的人肾小球体外模型。发育中的肾脏类器官在血流下表现出增强的可灌注血管，促进成体转录因子碱核蛋白2、神经元PAS结构域蛋白2、鼻咽毛囊综合征蛋白Ⅰ的表达。
体外肾小球血管形成和成熟反映了体内发育的早期阶段，与在外源干扰梯度中培养的类器官观察到的随机散发性生长不同，在未受干扰的培养基条件下观察到连接密度降低，平均血管长度增加，表明血管朝着内源血管内皮生长因子受体梯度生长，使血管及时到达肾小球样腔室，而不是包裹这些体外肾类器官内的鲍曼囊样结构。一项使用芯片培养人源性肾近端小管上皮细胞的研究表明，与二维培养相比，芯片培养的细胞改善了极化紧密连接、顶端刷状缘纤毛的形成以及基底膜上八聚体结合转录因子2转运体的表达。
出自《构建肾类器官在急性肾损伤中的创新性应用》作者黄正波，欧 敏，李国顺，
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