肾脏移植,一直是全世界双肾功能衰竭的病患最后也是最终的治疗手段。然而,面对庞大的需求量,全世界患者实际接受到肾移植的例数与整个发病的数量之比小的可怜。这个数字在我们这样一个人口众多的国家显得尤为突出。肾源问题成了移植最后也是最难突破的门槛。
为此,可以说近十年来,人类的医学生物科研的方向,有很大一部分是朝着的这个终极目标进展的。并且在最近的几年,取得了尤为突出的发展。比如克隆、干细胞等。
而一项来自曼彻斯特大学教授Professors Sue Kimber和Adrian Woolf的研究,打开了肾脏移植新的里程碑。在我们还觉得距离我们还有一段时间的时候,他们用干细胞制造的人工肾脏告诉了我们,人造器官已经离我们不远了。这项科学进展发表在《Stem Cell Reports》。
首先他们着眼从肾脏的最基本组成单位肾小球开始,制造他们的人工肾脏,他们将人类胚胎干细胞进入在含有促肾脏发育的培养基中,细胞与模拟天然结缔组织的凝胶状物质结合后,再注射到小鼠的皮下,进行“体内饲养”,很快,就形成了一个很小的团块。
三个月后,令人惊奇和喜悦的事情发生了,这个小团块逐渐发育成了肾脏结构和功能的基本单位“肾元(nephrons)”
这一结构麻雀虽小,然而五脏俱全,包含近端小管、远端小管、鲍氏囊和海氏套等大部分人类肾元组成部分。更让人们觉得惊奇的是,小鼠体内也发育出了该组织的人类毛细血管。
但是,该微型肾脏还缺少一个大动脉才能发挥全部功能,因此研究人员正与外科医生合作,试图为它插入一个动脉,使其获得更多血液。
为了测试新“肾脏”的结构和功能,团队采用一种名为右旋糖苷(Dextran)的荧光蛋白结合尿样底物,来检测肾元过滤血液后所生产的“尿液(即肾小球滤液)”。结果是让人满意的,这些肾元可以完成肾脏的“滤过过程”。
“结果毫无疑问地显示,这些结构具备过滤血液和生产尿液的功能,虽然暂时我们还它们的工作效率,”Kimber教授说。
激动的是,这些由人类细胞构成的结构能与小鼠体内的循环系统连接,为整个组织提供良好的毛细血管供血。这甚至为今日异体异种种植肾脏,同源使用在人类身上的可能性大大增加。
目前虽然这个 “肾脏”的规模仅含几百个肾小球,而人类肾脏大约有100万个,但这已经是一个伟大的进步。为了功能结构更全面完善的人工肾脏,已经离我们不远,并且同样的方式,是否可以让其他的一些器官完成“人工化”呢?比如肝脏?
Woolf教授说:“全世界有200多万患者正在接受肾透析或肾脏移植治疗,不幸的是,每年仍有200多万无法接受治疗的人死于肾脏衰竭。我们希望,我们研究终有一天能帮助更多患者摆脱疾病。在此之前,还有很多知识有待学习,以目前的肾脏过滤单元为基础,我们还需要开发出一条与之匹配的尿,并将这种技术为疾病治疗方案。”
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