干细胞肾类器官推动急性肾损伤研究与再生医学发展

研究人员在肾类器官研究方面取得了重大进展，新平台提供了源自人类的系统，用于研究急性肾损伤（AKI）并推动再生医学发展。发表在《基因组医学》（Genome Medicine）上的一项研究描述了莫纳什大学（Monash University）开发的一种活体肾类器官模型，该模型再现了人类肾损伤的关键特征，为研究为何某些肾细胞能够恢复而另一些则进展为慢性疾病提供了平台。此外，南加州大学（University of Southern California）的科学家已成功利用人工"祖细胞"肾单位细胞构建"肾类器官"，即模拟真实器官关键部位的微型肾脏。

莫纳什大学的类器官平台由干细胞培养而成，可为早期药物研发人员提供一个更接近人类的系统，在潜在疗法进入临床试验前对其进行研究。据莫纳什健康中心（Monash Health）肾脏病学主任John Kanellis教授介绍，AKI是一种肾功能突然下降的疾病，可能在大手术、移植或接触某些药物（包括化疗药物）后发生，影响高达20%的住院患者。尽管其临床影响重大，但目前直接促进AKI后肾脏恢复的治疗方法有限。新平台使研究人员能够在源自人类的组织中重现肾损伤的各个方面，并检查不同细胞群体的反应，目标是找到能够保护肾脏或改善损伤后恢复的治疗方法。发育与疾病实验室主任兼莫纳什基因组修饰平台主任Alexander Combes博士表示，团队目前正在利用该类器官平台筛选潜在疗法，包括可能被重新用于肾损伤的现有药物。

在南加州大学，研究人员生成了人工"祖细胞"肾单位细胞——即最终形成成熟肾单位的细胞——并用它们构建了3D肾类器官。通过调节p38和YAP两种蛋白质的活性，科学家们使这些小鼠和人类细胞能够在实验室中作为稳定细胞系长期增殖。实验室培养的肾单位祖细胞（NPCs）支持小鼠和人类干细胞持续生长，当研究人员检查这些NPCs产生的肾单位时，发现它们与真实人类肾祖细胞惊人地相似。团队还发现，足细胞（肾单位内负责过滤血液的成熟肾细胞）可以恢复到类似NPCs的状态，这意味着完全发育的细胞可以回到更年轻、类似祖细胞的阶段。第一作者Zhongwei Li表示，这一突破可以加速药物发现，加深对肾脏发育和疾病遗传根源的理解，并为未来肾替代疗法中使用的合成肾脏提供可靠的肾单位祖细胞供应，作为基本构建单元。

在另一项进展中，Auxilium Biotechnologies在再生医学领域取得了历史性突破，首次在国际空间站的微重力条件下成功3D打印活体肾脏和肝脏组织。自动化AMP-1平台使用了维克森林再生医学研究所（Wake Forest Institute for Regenerative Medicine）专家开发的细胞结构和组织设计，实现了高精度、多用途的生物制造。此次太空任务的主要成就包括：首次在太空生产活体人类肾脏组织，首次在轨道上实现全生物打印功能性肝脏组织，首次在单次任务中同时生产三种不同组织类型，以及制造了一批28个功能性神经修复植入物。得益于微重力环境，科学家实现了细胞在组织结构中的异常均匀分布，为创造复杂生物产品以及最终制造功能齐全的人工器官开辟了可能性。搭载样本的返回舱于太平洋时间6月17日凌晨5点11分在加利福尼亚海岸附近溅落。该项目的主要商业和科学目标是制造类器官，即人类器官的三维微型模型，制药巨头和研究实验室使用这些模型来研究疾病机制、测试药物安全性并模拟治疗反应。直接在太空打印类器官的能力将使研究人员能够自主获取实验机会，并消除对航天器发射计划的依赖。Auxilium正在制定长期战略，将其打印机集成到未来的商业轨道站中，包括Vast和Starlab等项目，该技术预计将扩展以支持长期星际任务，并在永久月球基地提供自主医疗护理。