科學家利用多能干細胞分化生成腎小管細胞

　　來自美國布萊根婦女醫院的研究人員，已經成功地誘導人類多能干細胞分化為腎小管細胞，這是將來有一天使用再生醫學，而不是透析和移植，來治療腎功能衰竭的一項重大進展。這項研究成果發表在12月19日的American Society of Nephrology（JASN，美國腎臟病學會雜志）上。

　　慢性腎臟疾病是一個主要的全球公共衛生問題，當患者向腎功能衰竭發展時，他們的治療選擇僅局限于透析和腎移植。再生醫學（Regenerative medicine）——包括組織和器官的重建或修復——可能會為他們提供另外一種不錯的選擇。

　　Albert Lam博士、Benjamin Freedman博士、Ryuji Morizane博士和他們的同事們，為了腎臟再生這個目的，在過去五年中，一直都致力于發展誘導人類多能干細胞——特別是人類胚胎干細胞（ES）和人類誘導多能干細胞（iPS）——分化生成腎臟細胞的策略。

　　Lam博士說：“我們的目標是開發一種簡單、高效和可重復的方法，使人類多能干細胞分化生成中段中胚層（位于軸旁中胚層與側中胚層之間，分化為泌尿生殖系統的主要器官）細胞。”他指出，這些細胞將是獲得更具體的腎臟細胞的“起點”。

　　研究人員發現，一種由化學物質混合形成的“雞尾酒”，當以精確的順序添加到干細胞時，會導致它們關閉在ES細胞中發現的基因，開啟在腎臟細胞中發現的基因，這些基因在胚胎腎發育過程中以同樣的順序開啟。

　　研究人員能夠將人類ES細胞和人類iPS細胞，分化生成表達PAX2和LHX1基因（中間中胚層的兩種關鍵標記）的細胞。iPS細胞，來自于成人皮膚活體組織檢查中獲得的纖維母細胞到多能細胞的轉化，使這些技術可適用于個性化治療方法，在這種療法中，起始細胞可源自患者的皮膚細胞。分化的細胞，可表達多個在中段中胚層表達的基因，并能自發地產生表達成熟腎小管標記基因的管狀結構。然后，研究人員可以將其進一步分化生成表達SIX2、SALL1和WT1基因（后腎帽狀間充質——腎臟分化的一個關鍵階段——的重要標記基因）的細胞。在腎臟發育中，后腎帽狀間充質包含一個祖細胞群體，這些祖細胞能產生幾乎所有的腎臟上皮細胞。

　　當被移植入成人或胚胎小鼠腎臟時，這些細胞也繼續表現得像腎臟細胞一樣，有望使研究人員日后能夠制造出在患者中發揮功能，并且100%免疫兼容的腎臟組織。

　　Lam博士表示：“我們相信，從人類多能干細胞中，成功地分化生成腎臟祖細胞或功能性腎臟細胞，將對各種臨床和轉化應用，包括腎臟組織生物工程、治療急性和慢性腎臟損傷的腎功能輔助設備、藥物毒性篩選、新療法篩選和人類腎臟疾病模型的構建，產生巨大的影響。”