对于末期肾病患者,肾脏移植似乎是唯一的救命方法。可是市面上对于肾脏的需求量远远大于肾源。科学家一直致力于应用干细胞技术培育出适合人体的肾脏并且成功培养。
在一项对人体器官移植具有重要意义的研究中,研究人员成功地利用少数供体干细胞,在大鼠体内培养了功能性小鼠肾脏。该研究的结果由日本国家生理科学研究所的研究人员领导,在即将出版的NatureCommunications上发表。
对于患有终末期肾病的患者,肾移植是恢复生活质量的唯一希望。然而,由于供体肾脏长期短缺,许多患者将永远不会接受移植手术。仅在美国就有95,000名患者在捐献肾脏等候名单上,需求远远超过供应量。
研究人员一直在研究如何在人体外培养健康的器官。一种称为胚泡互补的方法已经产生了有希望的结果。研究人员从胚胎受精后几天形成的胚泡中获取胚泡,这些胚胎来自缺失特定器官的突变动物,并从正常供体提取干细胞后注射入胚胎,供体不一定是来源于同一物种。新器官保留了原始干细胞供体的特征,因此可以用于移植治疗。
“我们之前使用胚泡互补在胰腺突变小鼠中产生大鼠胰腺,”新研究的主要作者TeppeiGoto解释说。“因此,我们决定研究该方法是否可用于产生功能性肾脏,由于供体需求量大,这种方法在再生医学中具有更大的应用价值。”
研究人员最初尝试在小鼠体内培养大鼠肾脏的尝试证明是不成功的,因为大鼠干细胞不易分化成肾脏形成所需的两种主要类型的细胞。然而,当尝试相反的情况时,小鼠干细胞在大鼠胚泡内有效分化,形成肾的基本结构。
植入假孕大鼠后,补充的胚泡成熟为正常胎儿。值得注意的是,超过三分之二的大鼠新生儿含有一对来源于小鼠干细胞的肾脏。进一步筛查显示,所有肾脏结构完整,至少有一半可能产生尿液。
“我们的研究结果证实,种间胚泡互补是一种可行的肾脏生成方法,”研究对应的作者MasumiHirabayashi说。“未来,这种方法可用于在家畜中产生人类干细胞衍生的器官,可能延长寿命并改善全球数百万人的生活质量。”
摘要:全球供体肾脏的长期短缺使得许多终末期肾病患者依赖于持续的透析治疗。为了解决供体肾脏不足问题,由日本国立生理科学研究所的研究人员领导的研究小组尝试使用移植的干细胞在大鼠体内培养小鼠肾脏。由此产生的肾脏似乎是功能性的,提供了概念验证,这种方法可用于在家畜体内产生人体肾脏。
参考文献:
Teppei Goto, Hiromasa Hara, Makoto Sanbo, HidekiMasaki, Hideyuki Sato, Tomoyuki Yamaguchi, Shinichi Hochi, Toshihiro Kobayashi,Hiromitsu Nakauchi, Masumi Hirabayashi. Generation of pluripotent stem cell-derived mousekidneys in Sall1-targeted anephric rats. Nat Commun. 2019Feb 5;10(1):451.