向再生医学方向发展的肾祖细胞
研究进入肾脏再生,这是一个非常困难的器官,这一直难以再生,迈出了一个巨大的进步,研究了熊本大学,日本和美国国家癌症研究所(NCI)之间的合作。该研究证明了一种在体外增加肾祖细胞增殖的方法。这些祖细胞有助于形成肾组织,但通常在出生后或不久后消失。该研究是世界上第一个建立培养肾祖细胞的方法,以维持其形成肾小球的能力,肾脏中最重要的元素之一。
虽然肾脏不仅产生尿液而且在血压控制中发挥作用,但是一项绝对的必需品器官,可以维持生命,一旦失去功能就无法再生。肾小球和小管是肾脏的主要功能成分。Glomeruli过滤血液使尿液呈尿液,并且肾小球和小管都是由肾脏产生的祖细胞在胎生期间。然而,这些细胞在出生之前或之后丢失肾发育完成了。这是肾脏无法再生的主要原因之一。
以前由2013年熊本大学教授Ryuichi Nishinakamura的研究小组报道了诱导祖细胞从人IPS细胞中制备肾的方法,但大量前体细胞再生医学是必需的。许多研究人员试图培养肾祖细胞,但这些细胞最多只能保持两到三天。
“我们孤立来自小鼠的肾祖细胞,并寻求最有利的文化条件,”熊本大学申道助理教授说。从小鼠中分离具有荧光绿色标记物的祖细胞,并从小鼠中分离出保留标记物的培养条件,这意味着细胞正在保持其功能。“关键是使用体液LiF的使用。LIF经常用于ES细胞和一种特殊类型的IPS细胞。还已知以祖细胞的牺牲品加速肾形成。但是,在低浓度下,它可以在相反的方式,“Tanigawa博士继续。研究人员然后检查了体液因子的各种组合,以确定最佳的培养条件。它们确定了WNT,FGF,BMP和LIF的组合,每个都以低浓度,允许峰祖细胞增殖。
优化的培养物允许肾祖细胞保留其功能(产生肾小球和小管的能力),并在20天内增长其原始含量的1,800倍。在体内,这些细胞在大约10天内消失,但使用这种方法的研究人员现在能够将它们保留两次时间。另外,细胞总量的增加约为体内的量的100倍。
进一步用这种培养方法对来自人类iPS细胞的肾前体细胞进行测试,结果显示,在8天内,细胞总数增加了4倍。这些细胞还保留了形成肾小球和小管的潜力。这一发现是在保持肾小球形成潜力的同时增加肾前体细胞的培养方法的首次发现。
在再生医学中,需要大量的细胞来构建器官。本研究成功地确定了一种人工增加肾祖细胞数量和存活时间的培养方法,这是该领域的一个重大进展。预计这一发现将有助于寻找肾脏疾病的原因、新药开发和其他细胞研究。
“如果可以进行这种培养的肾祖细胞的冷冻保存,我们可以省略IPS细胞感应和祖细胞的创建所需的14天母程,并最终能够将它们提供为研究材料,”Nishinakamura教授说。“我们的下一个目标是扩展细胞活力时间并找到一种更有效的细胞增殖培养方法。”
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