來自美國布萊根婦女醫(yī)院的研究人員，已經(jīng)成功地誘導(dǎo)人類多能干細(xì)胞分化為腎小管細(xì)胞，這是將來有一天使用再生醫(yī)學(xué)，而不是透析和移植，來治療腎功能衰竭的一項(xiàng)重大進(jìn)展。這項(xiàng)研究成果發(fā)表在12月19日的American Society of Nephrology（JASN，美國腎臟病學(xué)會(huì)雜志）上。

慢性腎臟疾病是一個(gè)主要的全球公共衛(wèi)生問題，當(dāng)患者向腎功能衰竭發(fā)展時(shí)，他們的治療選擇僅局限于透析和腎移植。再生醫(yī)學(xué)（Regenerative medicine）——包括組織和器官的重建或修復(fù)——可能會(huì)為他們提供另外一種不錯(cuò)的選擇。

Albert Lam博士、Benjamin Freedman博士、Ryuji Morizane博士和他們的同事們，為了腎臟再生這個(gè)目的，在過去五年中，一直都致力于發(fā)展誘導(dǎo)人類多能干細(xì)胞——特別是人類胚胎干細(xì)胞（ES）和人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS）——分化生成腎臟細(xì)胞的策略。

Lam博士說：“我們的目標(biāo)是開發(fā)一種簡單、高效和可重復(fù)的方法，使人類多能干細(xì)胞分化生成中段中胚層（位于軸旁中胚層與側(cè)中胚層之間，分化為泌尿生殖系統(tǒng)的主要器官）細(xì)胞。”他指出，這些細(xì)胞將是獲得更具體的腎臟細(xì)胞的“起點(diǎn)”。

研究人員發(fā)現(xiàn)，一種由化學(xué)物質(zhì)混合形成的“雞尾酒”，當(dāng)以精確的順序添加到干細(xì)胞時(shí)，會(huì)導(dǎo)致它們關(guān)閉在ES細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的基因，開啟在腎臟細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的基因，這些基因在胚胎腎發(fā)育過程中以同樣的順序開啟。

研究人員能夠?qū)⑷祟?/span>ES細(xì)胞和人類iPS細(xì)胞，分化生成表達(dá)PAX2和LHX1基因（中間中胚層的兩種關(guān)鍵標(biāo)記）的細(xì)胞。iPS細(xì)胞，來自于成人皮膚活體組織檢查中獲得的纖維母細(xì)胞到多能細(xì)胞的轉(zhuǎn)化，使這些技術(shù)可適用于個(gè)性化治療方法，在這種療法中，起始細(xì)胞可源自患者的皮膚細(xì)胞。分化的細(xì)胞，可表達(dá)多個(gè)在中段中胚層表達(dá)的基因，并能自發(fā)地產(chǎn)生表達(dá)成熟腎小管標(biāo)記基因的管狀結(jié)構(gòu)。然后，研究人員可以將其進(jìn)一步分化生成表達(dá)SIX2、SALL1和WT1基因（后腎帽狀間充質(zhì)——腎臟分化的一個(gè)關(guān)鍵階段——的重要標(biāo)記基因）的細(xì)胞。在腎臟發(fā)育中，后腎帽狀間充質(zhì)包含一個(gè)祖細(xì)胞群體，這些祖細(xì)胞能產(chǎn)生幾乎所有的腎臟上皮細(xì)胞。

當(dāng)被移植入成人或胚胎小鼠腎臟時(shí)，這些細(xì)胞也繼續(xù)表現(xiàn)得像腎臟細(xì)胞一樣，有望使研究人員日后能夠制造出在患者中發(fā)揮功能，并且100%免疫兼容的腎臟組織。

Lam博士表示：“我們相信，從人類多能干細(xì)胞中，成功地分化生成腎臟祖細(xì)胞或功能性腎臟細(xì)胞，將對各種臨床和轉(zhuǎn)化應(yīng)用，包括腎臟組織生物工程、治療急性和慢性腎臟損傷的腎功能輔助設(shè)備、藥物毒性篩選、新療法篩選和人類腎臟疾病模型的構(gòu)建，產(chǎn)生巨大的影響。”