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新方法創(chuàng)造了無限的腎臟前體細(xì)胞供應(yīng)

2019-01-11 17:31:30 ? 來源：

索爾克研究所的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了不老的圣杯——至少在一種人類腎臟前體細(xì)胞中是這樣。以往維持所謂腎元祖細(xì)胞培養(yǎng)的嘗試常常失敗，因為這些細(xì)胞要么死亡，要么逐漸喪失其發(fā)育潛力，而不是停留在醫(yī)學(xué)上更有用的前體狀態(tài)。

但是通過使用三維培養(yǎng)和一種新的支持分子混合物，Salk的研究人員已經(jīng)成功地在細(xì)胞發(fā)育的早期將其懸浮起來。這種早期的腎細(xì)胞可以用來培養(yǎng)替代腎組織，以便研究該器官和治療疾病。

索爾克基因表達(dá)實驗室教授胡安•卡洛斯•伊茲皮蘇亞•貝爾蒙特表示:“我們?yōu)槿绾沃圃旌途S持無限數(shù)量的前體細(xì)胞提供了一個原理證明。”“這些細(xì)胞的供應(yīng)可能是在實驗室中培養(yǎng)功能器官的一個起點，也可能是開始將細(xì)胞療法應(yīng)用于存在功能缺陷基因的腎臟的一種方式。”該研究于2016年8月25日發(fā)表在《干細(xì)胞》雜志上。

至少在人類中，腎元祖細(xì)胞通常只存在于胚胎發(fā)育的一個短暫階段。這些細(xì)胞繼續(xù)形成腎元，腎的功能單位，負(fù)責(zé)過濾血液和排泄尿液。但是成人在損傷或疾病后沒有剩余的npc來生長新的腎組織。科學(xué)家們相信，在實驗室中生成npc將為研究腎臟發(fā)育并最終治療腎臟疾病提供一種新方法。

此前，其他科學(xué)家小組已經(jīng)使用誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSCs)來制造類似于nc的細(xì)胞。“這些方法需要很長時間，很難分離出純?nèi)巳?，而npc樣細(xì)胞仍然是短暫的，”Izpisua Belmonte實驗室的研究員、這篇新論文的第一作者之一李仲偉(音)說。在這些情況下，NPCs通常以幾天的時間成熟為成年腎細(xì)胞，沒有穩(wěn)定的祖細(xì)胞群可供研究。

首先研究直接從小鼠胚胎中分離出來的npc, Izpisua Belmonte、Li和他的同事們致力于開發(fā)方法，使npc保持其通常短暫的祖狀態(tài)。他們發(fā)現(xiàn)，如果他們將這些細(xì)胞保存在三維培養(yǎng)皿中，而不是扁平培養(yǎng)皿中，并使用一種新的信號分子混合物，他們可以將這些npc保存15個月以上。他們接著指出，當(dāng)細(xì)胞被轉(zhuǎn)移到新的環(huán)境中時，就可以在實驗室或移植到動物體內(nèi)，誘導(dǎo)它們發(fā)展成類似于腎元的功能性結(jié)構(gòu)。

接下來，研究小組使用人類胚胎npc和干細(xì)胞生成的npc來調(diào)整人類使用的協(xié)議。同樣，他們能夠長期維護(hù)npc。

“我們研究中使用的3D培養(yǎng)策略可以潛在地應(yīng)用于其他譜系祖細(xì)胞，以有效地形成組織器官，”Salk研究助理、共同第一作者Wu Jun說。

除了再生療法代替生病的器官,科學(xué)家們補充說,npc可以用來在實驗室模型疾病。通過引入疾病相關(guān)基因突變的細(xì)胞,研究人員可以研究疾病的發(fā)病和進(jìn)展和獲得新的見解的疾病以及屏幕和發(fā)現(xiàn)新的治療藥物。

接下來，研究人員想要研究如何培養(yǎng)除了由NPCs形成的腎單位外，一個完整的腎臟還需要的其他類型的祖細(xì)胞。索爾克研究所的研究員Toshikazu Araoka是這項研究的第一作者，他補充說:“有幾個祖細(xì)胞共同作用形成了一個完整的器官。”“如果我們也能培養(yǎng)其他的祖細(xì)胞，我們就離構(gòu)建一個可移植的腎臟更近了一步。”

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