干细胞可形成类似胚胎时代肾脏的结构,地法学

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干细胞可形成类似胚胎时期肾脏的结构 8日出版的英国《自然》期刊上发表的一篇干细胞最新研究论文显示,实验室培养的人类干细胞可以用来形成类似于胚胎时期肾脏的结构。研究表明,这种肾状结构可用于药物毒性筛选、遗传疾病的建模以及特定肾脏细胞治疗的人类胚胎时期的肾由两种前体细胞群发展而来:一种形成肾当中的各种收集管道,另一种则形成功能性的肾单位。本篇论文主要作者、澳大利亚昆士兰大学分子生物科学研究所的高里実和墨尔本皇家儿童医院的梅丽莎·利特与他们的研究团队过去曾证实,可发展成为任意一种细胞类型的人类多功能干细胞,能够通过引导同时形成这两种祖细胞群。

培养皿中发育11天时的肾脏类器官影像图。图片来源:《自然》

此次,论文作者和他们的研究团队鉴别出了人类多功能干细胞成为收集管还是肾单位祖细胞的信号传导因素及条件。他们在接下来的实验中,用这些新发现培育出了类似肾的结构,这个结构中肾单位通过收集管的网络相连接,而且还有连接组织和血管祖细胞,后两者在人类胚胎中会包裹着肾单位。在这些肾脏类器官中,表达基因和人类胚胎头三个月肾脏表达的基因极其相似,而且这些类器官在接触到已知的肾毒素时,也会表现出损伤。

实验室培养的人类干细胞可用来形成类似于胚胎时期的肾脏结构,这项研究代表着在用干细胞合成全功能肾脏的方向上迈出重要一步。近日在线发表于《自然》的一项研究显示,这种肾状结构可用于药物毒性筛选、遗传疾病建模以及特定肾脏细胞治疗来源。

在本期《自然》期刊相伴随的新闻与观点文章中,英国爱丁堡大学贾米·戴维斯评论认为,需要强调这些类器官还不是肾脏。“它在精细尺度上的组织结构是真实的,但是还没有形成宏观意义上全肾的结构。离形成可以用于移植的肾还有很长的路要走,但是高里実和他的同事的发现,是朝着正确方向上很可贵的一步。”

人类胚胎时期的肾脏由两种前体细胞群发展而来:一种渠道形成肾脏中的各种收集管,另一种则形成功能性的肾单位。这项研究成果的作者、澳大利亚墨尔本皇家儿童医院研究者Minoru Takasato、Melissa Little及团队此前曾发现,实验室中可以培育出一种前体肾细胞——具有自我更新、高度增殖和多向分化潜能的成体干细胞,然后通过对其进行引导同时形成上述两种祖细胞群。

该团队鉴别了这种干细胞发育为收集管和肾单位祖细胞的信号传导因素及条件,在此基础上培育出了类似肾的结构,在这个结构中肾单位通过收集管的网络相连接,而且还有连接组织和血管祖细胞,后两者在人类胚胎中包裹着肾单位。在这些肾脏类器官中表达的基因和人类胚胎头三个月肾脏表达的基因相似,而且这些类器官在接触到已知的肾毒素时也会表现出损伤。

需要强调的是这些类器官还不是肾脏,在同期的评论文章中,英国爱丁堡大学教授Jamie Davies评论说。“尽管这些类器官在精细尺度上的组织结构是真实的,但是还没有形成宏观意义上的全肾结构。距离形成可以用于移植的肾还有很长的路要走,但是Takasato和团队的发现是朝着正确方向迈出的很可贵的一步。”Davies写道。

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