新方法创造了源源不断的肾前体细胞

索尔克研究所的科学家们发现了能让人永垂不朽的圣杯——至少在一种人类肾脏前体细胞方面是这样。以前维持所谓肾元祖细胞培养的尝试往往失败，因为细胞死亡或逐渐失去其发育潜力，而不是保持在更有用的医学前体细胞状态。

但通过使用三维培养和支持分子的新混合物，索尔克研究人员成功地悬浮了细胞在他们发育的早期。这样的早期肾细胞可以用来种植替代品吗肾脏用于研究器官和治疗疾病的组织。

索尔克基因表达实验室(Salk's Gene Expression Laboratory)教授胡安·卡洛斯·伊兹皮苏亚·贝尔蒙特(Juan Carlos Izpisua Belmonte)说:“我们为如何制造和维持无限数量的肾前体细胞提供了原理证明。”“供应这些细胞可能是在实验室中培育功能器官的起点，也是开始将细胞疗法应用于基因故障的肾脏的一种方式。”著作发表于细胞干细胞2016年8月25日。

肾元祖细胞（NPC），至少在人类中，通常只存在于胚胎发育的简要阶段。细胞继续形成肾，肾功能单位，负责过滤血液和排泄尿液。但成年人在损伤或疾病后没有剩余的NPC来种植新的肾组织。科学家认为，在实验室中产生NPC，将为研究肾发育和最终治疗肾脏疾病提供新的途径。

此前，其他科学家小组也使用过诱导多能干细胞(iPSCs)来制造npc样细胞。Izpisua Belmonte实验室的研究助理、这篇新论文的共同第一作者李忠伟(音译)表示:“这些方法需要很长时间，很难分离出一个纯种群，而且npc样细胞仍然是短暂的。”在这些情况下，NPCs通常在几天内发育成成人肾细胞，没有稳定的祖细胞群体可供研究。

Izpisua Belmonte, Li和合作者们首先使用直接从小鼠胚胎中分离出来的npc进行工作，他们开发了一种方法，可以将npc保持在它们通常短暂的祖状态。他们发现，如果他们将这些细胞放在三维培养中，而不是在平板上，并使用一种新的信号分子混合物，他们可以将这些npc维持15个月以上。他们继续证明，当移植到新的环境中时，这些细胞可以在实验室或移植到动物体内时被诱导发展成具有功能的类似肾元的结构。

接下来，研究小组同时使用了人类胚胎npc和由干细胞产生的人类npc来调整协议以供人类使用。再一次地，他们能够长期维持npc。

“我们研究中使用的3D培养策略可以潜在地应用于其他系祖细胞，以有效形成组织类器官，”索尔克研究助理、共同第一作者吴军(音)说。

科学家们补充说，除了可以替代患病器官的再生疗法外，NPCs还可以在实验室中用于模拟疾病。通过将疾病相关突变引入细胞，研究人员可以研究疾病的发生和发展，获得对疾病的新见解，以及筛选和发现新的治疗药物。

下一步，研究人员将研究如何培养除由NPCs形成的肾单位外的完整肾脏所需的其他类型的祖细胞。索尔克研究助理、共同第一作者寿冈(Toshikazu Araoka)补充说:“有几个祖细胞共同工作，形成一个完整的器官。”“如果我们能同时培养其他祖细胞，我们就离构建可移植肾脏更近了。”

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