美国科学家开发了一种芯片上的微球,它的功能和真正的肾脏一样多。

2019-08-16 19:30:16 来源:网络

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履行这一基本功能的能力降低。据麦姆斯的报道,美国科学家最近在自然通讯:体外肾脏模型(naturecommunications)上发表了一项具有里程碑意义的研究,该研究预计将改变慢性肾脏疾病等疾病的研究过程。

肾脏含有一种特殊的结构,叫做球。每个肾都是一个过滤屏障,由两层高度专业化的细胞层和一层作为选择性过滤器的膜组成。当血液通过每个肾脏时,毒素和小分子就可以通过,而蛋白质和其他重要成分则留在血液中。

肾脏研究领域的主要挑战之一是肾脏在体外的复制。用标准技术在实验室中重建肾滤过屏障是很困难的。大多数已发表的研究使用两层细胞之间的人工膜来交换液体,但细胞不能以与生物学相同的方式通过膜,从而阻止了模型真正的过滤。

目前实验中缺少的关键成分是一种选择性过滤器,它允许适当的细胞间通讯。洛杉矶儿童医院开发的一种新模型允许健康的肾脏细胞进行培养,就像在身体中一样,这样可以形成一个天然的肾小球屏障。肾小球模型的功能几乎与真正的肾脏一样。这个模型完全来自健康身体的肾脏组织,被称为芯片上的球。

研究人员在细胞的一侧加入液体,从另一边收集滤过的滤液。在实验中,他们从健康人身上加入血清。在没有人工过滤器的情况下,人的肾脏在体外发挥功能:蛋白质留在血清中,而较小的分子进入滤液。

当添加慢性肾病患者的血清时,研究人员发现,体外肾小球模型在临床上显示了同样的损害类型:蛋白质开始通过受损的过滤器漏出。滤液中的蛋白质水平与患者的临床滤液样本相匹配,相关性约为90%。

研究人员说,该模型代表了目前肾体外研究标准的一个重大飞跃,为研究慢性肾损伤的分子机制以及更重要的是如何预防它打开了大门。该模型还可用于在人类临床试验之前筛选新药。

文件链接:https:/www.nature.com/条文/s41467-019-11577-z

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