干細胞“人造腎臟”!干細胞治療慢性腎病臨床研究進展

目前，全球慢性腎臟病患者數(shù)量已超過6億，而我國就占了近2億，位居全球第一！

面對慢性腎病的終末期疾病腎衰竭，透析治療和移植術(shù)是維持他們生命的“救命稻草”，也是臨床上的唯一選擇，但透析會限制患者生活的自由，移植術(shù)也需匹配的腎源機遇。

△ 透析、腎移植是腎衰竭患者的最終選擇

如何擺脫透析和移植的條條束縛，尋找更有效的治療方案成為科學家們的研究重點，干細胞“人造腎臟”開始步入大眾視野，有望解決這一難題，為腎病治療邁出關(guān)鍵一步。

加利福尼亞大學舊金山分校的研究人員在過去的20年中致力于研發(fā)“人造腎臟”，如今，他們的研究終于取得了突破性進展，并刊登在著名學術(shù)期刊《STEM CELL REPORTS》（干細胞報告）上。

△DOI:https://doi.org/10.1016/j.stemcr.2018.01.008

他們成為全球首次成功在活體生物體內(nèi)利用干細胞技術(shù)培育出了可以正常過濾宿主血液并產(chǎn)生尿液的人類腎組織，成為了最有希望替代透析技術(shù)來挽救患者的一種新途徑。

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透析和器官移植并非“完美方案”

人體的腎臟就像一個“過濾器”，可以過濾掉身體產(chǎn)生的毒素，然后通過尿液排出。而慢性腎衰竭的患者腎功能損害，就無法過濾體內(nèi)毒素甚至無法排尿。

為了解決腎衰竭患者這一難題，透析技術(shù)的發(fā)展成為了代替腎臟功能的有利機器，透析就是利用機器完成腎臟的工作，以清除血液中的廢物、鹽和多余的液體。

但長期透析的成年人平均壽命只有10年，而且這種辦法還十分麻煩，患者通常需要定期來醫(yī)院接受治療，而且過程也比較痛苦，此外，長期接受透析治療還會造成患者疲勞、抑郁等副反應癥狀。如果離開透析機器，等待患者的似乎只有死亡，透析就像是維持他們生命的機器。

△ 血液透析的過程并不簡單

當然，腎移植也是個不錯的選擇，但由于器官需求的供不應求，很多患者往往不是不滿足移植條件而死亡，而是一直苦苦等待卻也等不來合適的腎源。而盡管移植成功，高昂的費用、免疫排斥等問題也是不容忽視。

目前，全世界有數(shù)百萬人都要依靠常規(guī)的透析來替代病變或受損的腎臟作用，為了更好地治療腎衰竭，科學家們也在不斷尋找新的治療方式。

隨著近年來再生醫(yī)學技術(shù)的興起，干細胞可再生組織器官的功能引起了科學家們的興趣，“人造器官”也成為了他們的研究重點對象，全世界都對干細胞寄予了厚望。

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全球首個干細胞“人造腎臟”

干細胞具有多向分化、組織再生的功能，其可塑性為培育“人工器官”帶來可能。

加利福尼亞大學舊金山分校的研究人員一直致力于干細胞技術(shù)研發(fā)“人造腎臟”，他們使用了三種來自不同遺傳背景的野生型人類多能干細胞（hPSC）系，并在體外可復制地將其分化為腎臟祖細胞。

他們發(fā)現(xiàn)，這些細胞經(jīng)歷了基本的形態(tài)發(fā)生，并表達了MM /腎單位和UB /收集導管譜系標志物。經(jīng)過對體內(nèi)多能干細胞衍生物的追蹤，他們發(fā)現(xiàn)，干細胞皮下植入后，腎臟祖細胞形成了功能性腎單位。

到12周時，它們形成了可通過生物發(fā)光成像檢測到的器官樣腫塊。植入物包括含有人毛細血管的灌注腎小球，具有成熟基底膜區(qū)域的足細胞和腎小球膜細胞。

△ 在培養(yǎng)第12天收獲的植入熒光素酶標記的MAN13衍生的腎臟前體細胞生成的腎小球組織

與體外培養(yǎng)相比，多能干細胞腎臟分化隨著腎小球的產(chǎn)生而得到顯著改善，腎小球包含被成熟基底膜區(qū)域分隔的人毛細血管和足細胞。這些是使用hPSC建模和治療腎臟疾病的關(guān)鍵進展。

△ 從植入的MAN13衍生的腎臟前體細胞生成的腎小球的TEM

該項研究的突破性在于它成為了全球第一個把腎細胞投入到生物體內(nèi)環(huán)境中，并顯示它們可以發(fā)揮正常腎臟功能的研究，為干細胞治療腎臟疾病提供了新的可能方案。

未來的世界是屬于科技的，科技的發(fā)展給各個領(lǐng)域帶來了無限機遇，而再生醫(yī)學干細胞技術(shù)的發(fā)展必將顛覆生物醫(yī)學界，成為未來攻克一切醫(yī)學難題的新希望，未來，應用干細胞技術(shù)再造人體器官將成為可能，我們期待這一天早日到來。

參考資料：

Generation of Functioning Nephrons by Implanting Human Pluripotent Stem Cell-Derived Kidney Progenitors.Published:February 08, 2018 DOI:https://doi.org/10.1016/j.stemcr.2018.01.008