科技日报记者 张梦然
一组国际联合研究团队在构建合成肾脏方面取得重要突破:他们首次将肾脏关键结构整合,创造出被称为“组合体”的新型肾脏组织。发表于最新一期《细胞·干细胞》杂志的这项成果,意味着人们成功培育出比以往更成熟、更复杂的肾脏类器官,为疾病研究和器官移植带来新希望。
此次,包括美国南加州大学、俄克拉荷马大学、南佛罗里达大学等多家美国研究机构联合中国同济大学组成的团队,在实验室中优化了小鼠和人类肾脏“组合体”的生长条件,随后将其移植到活体小鼠体内。在生物体内天然环境的作用下,这些“组合体”进一步发育成熟,体积增大,并形成了结缔组织和血管网络。
移植后的“组合体”展现出多种类似真实肾脏的功能,包括血液过滤、吸收白蛋白等蛋白质、分泌肾源性激素,以及出现尿液生成的早期迹象。值得注意的是,以往的肾脏类器官通常只能发育到胚胎阶段,而此次的“组合体”在基因活性和组织结构上已达到与新生小鼠肾脏相当的成熟水平。人类“组合体”也实现了超越胚胎阶段的成熟,不过由于缺乏新生人类肾脏样本,其确切成熟度尚难精确评估。
该研究还证明了“组合体”作为疾病模型的巨大潜力。团队利用携带PKD2基因功能缺失突变的细胞培育出人类“组合体”,这种突变会导致常染色体显性多囊肾病(一种以肾脏形成多个大囊肿并最终丧失功能为特征的遗传性疾病)。此次这些患病“组合体”在小鼠体内发育出大型人源肾囊肿,并表现出炎症和纤维化等复杂病理特征,而这些在以往的体外模型中都难以重现。
团队表示,这不仅为研究多种复杂的肾脏疾病提供了一个强大的新工具,也为未来设计出可移植的功能性合成肾脏奠定了坚实基础,更有望为无数等待肾移植的终末期肾病患者带来新选择。
总编辑圈点
这项研究的意义远超实验室成果本身,它标志着再生医学向解决器官短缺危机迈出了实质性一步。通过构建功能更成熟、结构更完整的合成肾脏组织,科学家不仅为研究多囊肾等复杂疾病提供了前所未有的高保真模型,更重要的是验证了一条通往功能性器官再生的可行路径。一旦技术成熟,这类“组合体”有望成为个性化药物测试平台,可减少对动物实验的依赖,并最终发展为可移植的生物“人工肾”,从根本上改变终末期肾病患者的治疗格局,重塑现代医学对器官衰竭的应对方式。