科学家使用迷你kidney模型来识别多囊性肾脏疾病的潜在药物
在一项新研究中细胞干细胞，来自安迪·麦克马洪（Andy McMahon）的USC实验室的科学家生成了称为类器官的简单肾脏样结构，并用它们来识别潜在的药物来治疗成人发作的多囊肾脏疾病。
影响全球800万患者，成人发作的形式多囊肾遵循所谓的“常染色体主导”遗传模式 - 意思是，当一个人继承了基因的不良副本时，疾病就会发展PKD1或者PKD2，第二份好副本的活动也丢失了。常染色体显性多囊肾脏疾病（ADPKD）在肾脏的许多地区引起大量充满液体的囊肿，导致肾功能和其他威胁生命的并发症的丧失，影响肝脏，胰腺和心脏。Tolvaptan，唯一获得FDA治疗ADPKD的药物，放慢脚步但不会阻止疾病进展，并且仅在由特定肾细胞类型组成的囊肿子集中起作用。
为了加快对ADPKD的新治疗的追求，第一作者Tracy Tran，Cheng（Jack）Song及其同事始于人多能干细胞，能够繁殖以产生更多的能力干细胞或分为许多不同类型的专业细胞。他们使用了这些多能干细胞生长类似于肾脏过滤单元的一个或两个结构组成的类器官，称为肾单位。
"These organoids are simple, reproducible, scalable, and cost-effective," said Professor McMahon, the lead author on the study, Chair of the Department of Stem Cell Biology and Regenerative Medicine, and Director of the Eli and Edythe Broad Center for Regenerative南加州大学的医学和干细胞研究。“最重要的是，类器官可以始终概括正常人类肾脏发育的关键方面，以及ADPKD中的囊肿形成。”
科学家证明，类器官包含许多细胞前体和在胚胎发育过程中构建肾脏所需的遗传特征。当植入小鼠中时，类肾肾样结构开始发展脉管系统，甚至达到过滤掉浪费的能力有限，这是肾脏最重要的功能之一。
为了使类器官对研究ADPKD有用，科学家使用CRISPR/CAS9基因编辑来灭活PKD1或者PKD2。正如预期的那样，基因编辑的类器官开始形成囊肿，最终脱离并长到直径为厘米。
然后，科学家使用基因编辑的人类器官进行了第一个筛查，以鉴定ADPKD的潜在治疗药物，重点是集合酶抑制剂，以对控制囊肿形成的细胞机制进行广泛的了解。
Song说：“我们的类器官被证明对于确定值得进一步研究ADPKD的治疗药物的候选药物非常有用。”
在测试了器官上247种酶抑制剂化合物的集合后，科学家发现了九种抑制囊肿的生长，而不会阻碍器官的整体生长。一种化合物，喹唑啉，特别有效。
Tran说：“将来，类器官将成为建模和理解人类疾病，识别潜在治疗的越来越强大的工具，并最终提供了移植以取代患者的器官功能。”麦克马洪实验室的学生，目前是加州大学洛杉矶分校的博士后实习生。
其他合着者是Trang Nguyen，Shun-Yang Cheng，Jill A. McMahon，Rui Yang，Qiuyu Guo，Balint der和USC的Nils O..Lindström和Daniel C.-H.林在安进。
