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      腎臟類器官法可能只是攪動(dòng)血液
      
			
      
				2019-02-14 18:26:53
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      腎臟中的類器官不會(huì)顯示出腎功能的所有變化，除非它們?cè)试S血液進(jìn)出——也就是說(shuō)，除非它們被完全血管化。太多的腎臟類器官不過(guò)是腎臟細(xì)胞的結(jié)塊。由于缺乏血管系統(tǒng)，它們無(wú)法模擬真實(shí)腎臟的功能，如輸送氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，清除代謝廢物，以及在不同細(xì)胞類型之間交換化學(xué)信號(hào)。相比之下，適當(dāng)血管化的腎臟類器官，如哈佛大學(xué)威斯研究所(Wyss Institute)正在開(kāi)發(fā)的器官，能夠更好地模擬成熟腎臟的功能。
      

      腎臟類器官法可能只是攪動(dòng)血液
      

      威斯研究所的一組科學(xué)家正在微流體芯片上培養(yǎng)流動(dòng)狀態(tài)下的腎臟類器官。通常情況下，從人類多功能干細(xì)胞中提取的腎臟類器官具有腎小球和小管樣的腔室，大部分無(wú)血管。而且，他們?cè)陟o態(tài)文化中還不成熟。
      

      Wyss團(tuán)隊(duì)采用了一種更加動(dòng)態(tài)的方法，將干細(xì)胞來(lái)源的類有機(jī)物暴露在流體剪切應(yīng)力下。由ScD的Jennifer Lewis和醫(yī)學(xué)博士Ryuji Morizane領(lǐng)導(dǎo)的Wyss小組報(bào)告說(shuō)，這種方法顯著擴(kuò)展了器官來(lái)源的血管網(wǎng)絡(luò)。此外，與以前的靜態(tài)培養(yǎng)方法相比，它還能促進(jìn)腎小室的成熟。
      

      2月11日發(fā)表在《自然方法》雜志上的一篇題為《體外流動(dòng)增強(qiáng)血管形成和腎臟類器官成熟》的文章詳細(xì)介紹了這一過(guò)程。
      

      這篇文章的作者寫(xiě)道:“我們發(fā)現(xiàn)，與靜態(tài)對(duì)照相比，在流動(dòng)條件下培養(yǎng)的帶血管蒂的腎臟類器官有更成熟的足細(xì)胞和管狀細(xì)胞間隔，細(xì)胞極性和成體基因表達(dá)增強(qiáng)。”“腎小球血管的發(fā)育經(jīng)歷了類似于胚胎哺乳動(dòng)物腎臟毛細(xì)血管環(huán)形成的中間階段，這些毛細(xì)血管環(huán)與足部過(guò)程相連。”
      

      最近，世界各地的研究人員將腎臟類器官植入動(dòng)物體內(nèi)，使其與宿主的血管系統(tǒng)相連，從而使其成熟。Morizane說(shuō):“我們的研究首次證明，通過(guò)將生長(zhǎng)中的類有機(jī)物暴露在流體中，我們可以大大增強(qiáng)它們的血管化和體外成熟。流體是一種已知的對(duì)人體組織發(fā)育起重要作用的機(jī)械信號(hào)。”
      

      為了完成這一壯舉，該團(tuán)隊(duì)使用了Lewis實(shí)驗(yàn)室的專業(yè)技術(shù)，該實(shí)驗(yàn)室開(kāi)創(chuàng)了創(chuàng)建血管化人體組織的策略，包括使用3D腎臟芯片模型，使用3D生物打印技術(shù)，這種技術(shù)可以灌注并維持很長(zhǎng)時(shí)間?；谶@些發(fā)現(xiàn)，他們假設(shè)流體流動(dòng)也可以促進(jìn)生長(zhǎng)在腎臟類器官中的前內(nèi)皮細(xì)胞血管的形成。
      

      “我們確定了細(xì)胞外基質(zhì)、培養(yǎng)基添加劑和流體剪切應(yīng)力的正確組合，在這種情況下，人體干細(xì)胞衍生的類有機(jī)物在我們的3d打印毫流芯片中生長(zhǎng)時(shí)將會(huì)茁壯成長(zhǎng)，”金伯利·霍曼(Kimberly Homan)博士說(shuō)。他和醫(yī)學(xué)博士納文·古普塔(Navin Gupta)是這項(xiàng)研究的第一作者。
      

      Gupta補(bǔ)充說(shuō):“血管網(wǎng)絡(luò)的形成接近于構(gòu)建腎小球和腎小管腔室的上皮結(jié)構(gòu)，從而促進(jìn)上皮細(xì)胞成熟。這個(gè)整合的過(guò)程就像一條雙向的街道。
      

      帶血管的腎類器官在體外能更好地模擬腎臟的關(guān)鍵功能，包括血液過(guò)濾、再吸收和尿液生成。Wyss團(tuán)隊(duì)指出，這類類有機(jī)物能夠更好地模擬腎臟疾病，增強(qiáng)腎臟藥物毒性測(cè)試，并最終為腎臟替代療法帶來(lái)新的構(gòu)建模塊。Wyss團(tuán)隊(duì)還預(yù)計(jì)，這種方法可以用于開(kāi)發(fā)其他類型的類器官，包括肝臟類器官。
      
			

			
        
      
			
      
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