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美国科学家开发出“芯片上的肾小球”,功能可媲美真正肾脏

时间: 2019-09-03| 查看: 1616| 来自: www.tsmeeting.com

肾脏不断过滤血液并清除体内毒素,而慢性肾脏疾病的特点是执行这一基本功能的能力降低。《自然通信》杂志最近发表了一项具有里程碑意义的研究:美国科学家展示的体外肾脏模型具有与真实肾脏几乎相同的功能,有望改变慢性肾脏疾病和其他疾病的研究过程。

肾脏含有称为肾小球的特殊结构。每个肾小球都是一个过滤屏障,由两个高度特化的细胞层和一个用作选择性过滤器的膜组成。当血液通过每个肾小球时,毒素和小分子通过,而蛋白质和其他重要成分保留在血液中。

肾脏研究领域的挑战之一是在体外复制肾小球。使用标准技术很难在实验室中重建肾小球滤过屏障。大多数已发表的研究在两个细胞层之间使用了人工膜,它可以交换液体,但细胞不能以与生物学相同的方式穿过膜,这导致模型无法真正过滤。

当前实验中缺少的关键组件是选择性过滤器,其允许适当的细胞间通信。洛杉矶儿童医院开发了一种新模式,以一种允许形成天然肾小球屏障的方式培育健康的肾细胞,就像在体内一样。肾小球模型的功能几乎与真实肾脏的功能相同。研究人员表示,该模型完全来自健康的人体肾脏组织,是“芯片上的肾小球”。

研究人员在细胞的一侧添加了液体,并收集了另一侧肾小球过滤的滤液。在实验中,他们添加了健康个体的血清。在没有人工过滤器的情况下,体外肾小球具有人肾功能:蛋白质保留在血清中,而较小的分子进入滤液。

当从慢性肾病患者中添加血清时,研究人员发现体外肾小球模型在临床上显示出相同类型的损伤:蛋白质开始通过受损过滤器泄漏。在滤液中测量的蛋白质水平与患者的临床滤液样品匹配,相关性为约90%。

研究人员表示,该模型代表了当前体外肾脏研究标准的一次重大飞跃,为研究慢性肾脏疾病损伤的分子机制打开了大门,更重要的是,如何预防损伤。该模型还可用于在人体临床试验之前筛选新药。

(原始标题“芯片上的肾小球”功能与真正的肾脏相当)

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