干細(xì)胞“人造腎臟”!干細(xì)胞治療慢性腎病臨床研究進(jìn)展

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

面對(duì)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(huì)限制患者生活的自由，移植術(shù)也需匹配的腎源機(jī)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(xué)家們的研究重點(diǎn)，干細(xì)胞“人造腎臟”開(kāi)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(xué)舊金山分校的研究人員在過(guò)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(jìn)展，并刊登在著名學(xué)術(shù)期刊《STEM CELL REPORTS》（干細(xì)胞報(bào)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(xì)胞技術(shù)培育出了可以正常過(guò)濾宿主血液并產(chǎn)生尿液的人類(lèi)腎組織，成為了最有希望替代透析技術(shù)來(lái)挽救患者的一種新途徑。

01

透析和器官移植并非“完美方案”

人體的腎臟就像一個(gè)“過(guò)濾器”，可以過(guò)濾掉身體產(chǎn)生的毒素，然后通過(guò)尿液排出。而慢性腎衰竭的患者腎功能損害，就無(wú)法過(guò)濾體內(nèi)毒素甚至無(wú)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(jī)器，透析就是利用機(jī)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(zhǎng)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(lái)醫(yī)院接受治療，而且過(guò)程也比較痛苦，此外，長(zhǎng)期接受透析治療還會(huì)造成患者疲勞、抑郁等副反應(yīng)癥狀。如果離開(kāi)透析機(jī)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(jī)器。

△ 血液透析的過(guò)程并不簡(jiǎn)單

當(dāng)然，腎移植也是個(gè)不錯(cuò)的選擇，但由于器官需求的供不應(yīng)求，很多患者往往不是不滿(mǎn)足移植條件而死亡，而是一直苦苦等待卻也等不來(lái)合適的腎源。而盡管移植成功，高昂的費(fèi)用、免疫排斥等問(wèn)題也是不容忽視。

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

隨著近年來(lái)再生醫(yī)學(xué)技術(shù)的興起，干細(xì)胞可再生組織器官的功能引起了科學(xué)家們的興趣，“人造器官”也成為了他們的研究重點(diǎn)對(duì)象，全世界都對(duì)干細(xì)胞寄予了厚望。

02

全球首個(gè)干細(xì)胞“人造腎臟”

干細(xì)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(lái)可能。

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

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

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

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

與體外培養(yǎng)相比，多能干細(xì)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(xì)血管和足細(xì)胞。這些是使用hPSC建模和治療腎臟疾病的關(guān)鍵進(jìn)展。

△ 從植入的MAN13衍生的腎臟前體細(xì)胞生成的腎小球的TEM

該項(xiàng)研究的突破性在于它成為了全球第一個(gè)把腎細(xì)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(xì)胞治療腎臟疾病提供了新的可能方案。

未來(lái)的世界是屬于科技的，科技的發(fā)展給各個(gè)領(lǐng)域帶來(lái)了無(wú)限機(jī)遇，而再生醫(yī)學(xué)干細(xì)胞技術(shù)的發(fā)展必將顛覆生物醫(yī)學(xué)界，成為未來(lái)攻克一切醫(yī)學(xué)難題的新希望，未來(lái)，應(yīng)用干細(xì)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(lái)。

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