基于实验室的急性肾损伤模型复制了疾病的基本机制

基于实验室的急性肾损伤模型复制了疾病的基本机制
小叶肾类器官包含不同的肾脏结构。(a)生成肾脏类器官方案的示意图。(b)用双目观察D8代iPSC球状体(a.,b.)和D21代肾类器官UMK2 (c.,d.)。A.光镜下4倍放大。比例尺描述500µm。B.光镜下10倍放大。比例尺描述200µm。C. 1倍放大倍数。比例尺描述2000µm。D. 4倍放大。 Scale bar depicts 2000 µm. (c) Morphology of organoid section via histological H&E staining. A typical glomerulus-like structure is depicted by a dashed rectangle. Tubule-like structures are marked with an asterisk. Scale bar depicts 50 µm. (d) Confocal pictures of glomerular (ACTN4, yellow) and tubular (LTL, green) (OCT2, red) structures in UMK1 sections. A glomerulus-like structure was marked with an arrow and the membrane of tubular structures were marked with a dotted line. Scale bar depicts 50 µm. (e) Monitoring of iPSC spheroids and kidney organoids in a dextran uptake assay. a. iPSC spheroids treated with dextran after 4 h pulse. b. Kidney organoids treated with dextran after 4 h pulse. c. Kidney organoids treated with dextran after 24 h chase. Scale bar depicts 200 µm. Credit:细胞(2022)。DOI: 10.3390 / cells11040635

通过过滤尿液中的废物和毒素,肾脏是人体新陈代谢中最重要的角色之一。据估计,全世界每年有几百万病人死于肾病。当患者到了终末期肾病(end-stage renal disease, ESRD)阶段时,只有器官移植或定期透析才能维持生命。然而,供体肾脏的可用性非常低,这两种治疗方法都严重限制了患者的生活质量。

德国大学医院(Düsseldorf)干细胞研究和再生医学研究所的科学家们正在为更好地了解急性肾损伤(AKI)和其他肾脏疾病的原因做出贡献,目的是开发药物和治疗替代方案。他们开发了一种基于实验室的急性肾损伤(AKI)模型,方法是用已知高剂量会导致肾损伤的有毒物质(肾毒素氨基核苷嘌呤霉素- pan)治疗三维肾类器官。詹姆斯·阿贾耶教授是这项研究的资深作者,该研究发表在该杂志上细胞.生物学家Lisa Nguyen是该出版物的第一作者。

类器官是模拟相应器官的结构和功能特性的三维细胞集合体。在这项工作中,研究人员从尿液中分离出细胞,并通过几个步骤生成三维肾脏。

“尿液废料的巨大潜力令人着迷。我们从尿液中分离的细胞开始,最终得到了肾脏类器官,”阿贾耶教授说。“你可以看到它的结构与肾脏非常相似,”丽莎·阮补充道。除了在培养皿中产生肾类器官外,研究人员还使用肾毒素PAN模拟AKI。

“很多肾脏问题都是由高剂量的药物引起的,而且部分对血液过滤很重要的基因尤其容易受到影响,”阿贾耶教授解释道。触发因素可以是常见的处方药物,如阿司匹林,布洛芬,顺铂和心血管药物,如血管紧张素转换酶抑制剂(ACEi)和血管紧张素受体抑制剂(arb)患者的子集。

生物学家丽莎·阮(Lisa Nguyen)说,Düsseldorf科学家的实验能够复制这些过程,包括炎症、DNA损伤和细胞死亡,这些过程尤其令人震惊。“了解这些疾病在每个个体层面上的基本机制是有效发现和开发疗法和药物的第一步,”Adjaye教授解释说。


进一步探索

人类肾脏类器官的研究揭示了防止不可逆肾脏损伤的目标

更多信息:Lisa Nguyen等,肾毒素嘌呤霉素氨基核苷诱导诱导多能干细胞分化的肾类器官损伤,细胞(2022)。DOI: 10.3390 / cells11040635
由杜塞尔多夫海因里希-海涅大学提供
引用:基于实验室的急性肾损伤模型复制了疾病的基本机制(2022,6月3日),检索自2022年6月4日//www.pyrotek-europe.com/news/2022-06-laboratory-based-acute-kidney-injury-replicates.html
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