摘要:一项发表于国际权威期刊《细胞干细胞》(Cell Stem Cell)的研究,引发了医学界的高度关注。研究显示,南加州大学干细胞生物学家李忠伟(Zhongwei Li)教授团队开发出一种结构和功能逼近真实肾脏的新型类器官。这种类器官不仅在体外具备基本肾脏功能,还
一项发表于国际权威期刊《细胞干细胞》(Cell Stem Cell)的研究,引发了医学界的高度关注。研究显示,南加州大学干细胞生物学家李忠伟(Zhongwei Li)教授团队开发出一种结构和功能逼近真实肾脏的新型类器官。这种类器官不仅在体外具备基本肾脏功能,还能在小鼠体内完成血液过滤并产生尿液,但目前的类器官在小鼠体内产生的尿液浓度远低于正常水平。因为类器官缺乏肾脏浓缩液体的功能结构。
这项成果,也被认为是迄今为止“最真实的肾脏复制品”。但从外观来看,这种类器官只有1毫米左右,远远称不上一个完整的肾脏。
虽然研究人员以前已经能培育出具备关键肾脏特征(如负责过滤的肾单位和帮助重吸收水分及钠的集合管)的类器官,但为了促使器官样本进一步成熟,他们对干细胞培养基中的化学混合物进行了测试。一种配方培育出了结构更复杂的肾小管网络。
在实验中,这些类器官不仅形成了复杂的肾小管结构,还具备激素分泌和初步的尿液生成能力。当它们被移植到小鼠体内后,能迅速与宿主的血液循环系统连接,开始进行血液过滤。这是此前任何肾脏类器官都没能实现的功能突破。
莫纳什大学的发育生物学家亚历克斯·康布斯(Alexander Combes)对此发出评价:“这可能是我们见过的最完美形态。”但他同时提醒:“距离培育出可以移植的新肾脏还需要一些时间。”
李忠伟教授也特别指出,类器官的“管道系统”仍然是最大的难题。只有建立起完整的血管流入通道和尿液排出路径,类器官才有可能在更复杂的体内环境中实现持续工作。
从这个角度看,这项研究的意义,更多在于验证了发育路径和功能机制的可行性,而不是马上替代器官移植。
回顾这项研究的另一部分成果,研究团队使用人类干细胞,构建了带有多囊肾病致病突变的类器官。将其植入小鼠后,类器官在体内显现出类似真实患者肾脏的囊肿结构。
研究人员还观察到囊肿与小鼠免疫系统的相互作用,这在传统体外模型中是无法还原的。
这也让类器官成为研究复杂遗传性肾病的理想模型。
哈佛大学的肾脏损伤与修复专家约瑟夫·邦文特还指出,过去的类器官组织结构松散,难以模拟真实疾病过程。而这项研究中的类器官首次具备了有序的组织结构与功能层级,为药物筛选和疾病机制研究提供了新的平台。
可能在未来很长的一段时间里,这才是类器官对临床医学最直接、最现实的贡献。
虽然“最真实”的这个说法令人振奋,但也引起了一些质疑。研究人员对此也持谨慎态度。他们强调,“最真实”并不是指这些类器官已经等同于完整的人体肾脏,而是在当前所有肾脏类器官中,其功能还原度和组织复杂性达到了领先水平。
爱丁堡大学的实验解剖学家杰米·戴维斯表示:“你不会把它误认为成真实的肾脏,但它确实正在朝着正确的方向发展。”
这也表明,科学界对这项研究的评价是有保留的。它不是一项终极成果,而是一个真实而重要的进展。
这项研究由美国南加州大学李忠伟团队完成,且在实验过程中同时使用了小鼠与人类干细胞。这不仅提升了研究的跨物种比较价值,也为未来将类器官向人类应用推广提供了实验基础。
李忠伟团队在研究中测试了多种干细胞培养配方,最终找到一种能诱导类器官形成更复杂肾小管结构的化学混合物。
肾脏类器官的发展,尚不足以解决现实中的供体短缺问题,但它确实在技术路径上带来了新的可能。
这是一次关于“如何复制生命核心功能”的科学尝试,也是对器官移植长期难题的局部回应。它不提供立刻可用的解决方案,但它证明:科学可以找到通往未来的通道,即使那条路依然漫长。
来源:剧人之力