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肾脏有机体方法可能只是搅动血液

2019-02-15 10:48:22 • 来源：

肾脏类器官不会显示肾脏功能的所有细节，除非它们允许血液流入和流出 - 即除非它们完全血管化。太多的肾脏类器官不仅仅是肾细胞团块。缺乏脉管系统，他们无法模仿真正的肾脏所发挥的功能，如氧气和营养物质的输送，代谢废物的清除，以及不同细胞类型之间化学信号的交换。相反，适当血管化的肾脏类器官，例如在哈佛大学Wyss研究所开发的那些，能够更好地模仿成熟肾脏的功能。

肾脏有机体方法可能只是搅动血液

位于Wyss研究所的一组科学家正在使用毫流量芯片培养肾脏类器官。通常，源自人多能干细胞的肾脏类器官具有主要是无血管的肾小球和管状隔室。而且，它们在静态培养中仍然不成熟。

采用更加动态的方法，Wyss团队将干细胞衍生的类器官暴露于流体剪切应力。由Jennifer Lewis，ScD和医学博士Ryuji Morizane领导的Wyss团队报告说，这种方法显着扩展了器官来源的血管网络。此外，与先前的静态培养方法相比，它改善了肾隔室的成熟。

细节出现在2月11日的“ 自然方法 ”杂志上，题目为“ 流体增强的血管化和体外肾脏类器官的成熟 ”。

“我们发现血管内培养的肾脏有机体具有更多成熟的足细胞和管状区室，与静态对照组相比，细胞极性和成体基因表达增强，”该文章的作者写道。“肾小球血管发育通过中间阶段进展，类似于胚胎哺乳动物肾脏形成毛细血管环邻接足突的过程。”

最近，世界各地的研究人员通过将肾脏类器官植入动物体内，使它们可以连接到宿主体内的脉管系统，从而使肾脏类器官成熟。“我们的研究首次表明，通过将生长的类器官暴露于流体流动，这是一种已知在体内组织发育中起重要作用的机械线索，我们可以大大增强其体外血管化和成熟，”Morizane说。

为了实现这一壮举，该团队利用了刘易斯实验室的专业知识，该实验室开创了创建血管化人体组织的策略，包括3D肾脏芯片模型，使用可以长时间灌注和持续的3D生物打印。基于这些发现，他们假设流体流动也可以促进从生长的肾脏类器官中发现的前体内皮细胞形成血管。

“我们确定了基础细胞外基质，培养基添加剂和流体剪切应力的正确组合，人体干细胞衍生的类器官在我们的3D打印的流体芯片中生长时将会蓬勃发展，”Navin Gupta博士Kimberly Homan博士说。 MD，是该研究的第一作者。

Gupta补充说，“血管网络形成接近上皮结构，构建肾小球和管状隔室，反过来促进上皮成熟。这个综合过程非常像一条双向的街道。“

健壮的血管化肾脏类器官更好地模拟体外关键的肾功能，包括血液过滤，重吸收和尿液产生。Wyss团队指出，这些类器官可以更好地模拟肾脏疾病，增强肾脏药物毒性测试，并最终为肾脏替代疗法带来新的构建模块。Wyss团队还预计其方法可用于开发其他类型的类器官，包括肝脏类器官。

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