肾脏类器官用于疾病模型的研究和药物筛选2021-10-28 09:26:49
多能干细胞包括胚胎干细胞和诱导多能干细胞,由于PSC具有分化为体内所有类型细胞的潜能,PSC 体外培养技术已被广泛应用于生物医学及生物科学领域中。近十年,随着体外3D培养技术的发展,类器官的构建已被认为是体内发育程序的体外培养系统。类器官可由 PSC 或祖细胞分化而成,拥有与体内器官相似的细胞类型和组织结构,并能还原该器官在体内的部分功能。类器官构建是一种不可替代的在体外模拟人体组织的方法,对疾病模型、器官再生、细胞发育和药效测试等研究都有重要意义。肾脏是一个复杂的实质性器官,至少包含 26 种不同的细胞,有维持体内酸碱和电解质平衡、排出代谢产物、分泌毒素等功能。每一个肾脏功能单位为 1 个肾单元,每个肾单元由肾小球、肾小囊和肾小管组成。血液滤过在肾小球中进行,而肾小管主要负责重吸收和分泌毒素。高血压和糖尿病等疾病会对肾单元造成损伤,形成慢性肾病,严重影响肾脏功能。慢性肾病患者基数大,根据中国肾脏疾病数据网络(CK- NET)报告显示,2015 年中国住院患者中有89万患有慢性肾病。
在体内,肾单元只在胚胎时期发育形成,肾脏成熟后不再有新的肾单元形成,所以慢性肾病造成的慢性肾单元损伤和缺失是不可逆转的,成熟肾脏无法通过干细胞进行自我修复恢复功能。慢性肾病患者只能通过替代治疗手段血液透析或肾脏移植进行治疗,对于基数庞大的肾病患者而言是不足够的,因此,体外培养肾脏类器官技术的出现对肾脏病学研究有极大的意义,通过在体外模拟胚胎肾的发育制造出的肾脏类器官可用于疾病模型的研究和药物筛选,甚至是替代肾脏组织、治疗肾病的潜在模型。总结近十年研究中对胚胎肾发育信号通路的新认识,对比分析现有阶段 PSC诱导分化为肾脏类器官的方案,并讨论肾脏类器官培养技术的潜在应用和将面临的挑战。
出自《多能干细胞诱导分化为肾脏类器官的研究进展与挑战》作者刘艺霖, 吴志鹏,邱江。
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