《自然》子刊：再生肾脏获突破，微型人造肾技术逐渐成熟！

摆脱透析，通过肾脏再生技术早日实现新的替代治疗方案，想必是许多终末期肾衰竭患者的愿望。

1年多前，哈佛大学的李嘉华医生为我们总结了各个类型人工肾的总体发展情况：人工肾，我们还得等多久？哈佛专家的预测。前不久，我们又报道了可穿戴人工肾的最新消息：最新消息，新型可穿戴人工肾获重大突破！

而现在，生物人工肾方面也有了重磅新突破！

纯生物植入式人工肾的研究团队，一直努力在体外培养皿中再生新的肾脏---将人的干细胞，诱导分化出具有人类肾脏功能的“类器官”。之前，他们已经成功的把干细胞分化成类似肾小球和肾小管的腔室，但是在体外培养皿中，分化出来的这些腔室大多没有血管，不成熟。

我们知道，如果没有足够的血液提供氧气和营养物质，没有足够的血液清除细胞产生的代谢产物，没有足够的血液促进各个细胞之间的通信，那么，一个器官就不能真正成熟，实现功能运作。

也就是说，没有成熟的血管网络提供血液，科学家们虽然分化出类肾脏器官，却不能真正模拟出肾脏的主要功能，包括滤过功能、重吸收功能，最终形成尿液。

如何建立起血管化的肾脏类器官？这是生物人工肾向前发展需要攻克的重大难题。

令人振奋的是，由哈佛大学威斯研究所生物衍生工程、哈佛大学工程与应用科学学院、布莱根妇女医院、哈佛干细胞研究所共同成立的研究小组，找到了一个强大的解决方法。他们将干细胞来源的肾脏类器官暴露于射流剪切应力下，比起静态培养皿，它们显著扩展了细胞之间的血管网络，并促进肾室的成熟。这项研究于2019年2月11日发表在著名学术杂志Nature Methods上。

在此之前，世界各地的科学家们为了解决肾脏类器官的血运问题，一直是让动物宿主来提供支持，他们把干细胞分化的肾脏类器官移植到动物体内，连接动物的血管系统。但这样的方法始终不能解决根本问题，在体外应用时，会受到诸多限制。

不过，任何科学进展都得经历各种各样的曲折，在迷雾中不断探索，寻求新的出路。

“或许，人类多功能干细胞来源的肾脏组织，受到环境因素影响时，其体外血管化和成熟程度可能会得到促进？也许，将静态培养皿改为液体流动，能促进类器官中的细胞形成血管？”

带着这样的假设，研究小组开始了行动。

他们利用3D生物打印技术制造出微流体芯片，并且确定了正确的细胞外基质、培养基添加剂、以及流体剪切应力，在它们的组合下，将人体干细胞衍生的肾脏类器官置于3d打印微流体芯片上，成功的培养了肾小管和肾小球间室的丰富血管。

在流体条件下培养的肾脏类器官，可使内源性内皮祖细胞形成更成熟的血管网络，并与整个类器官相互作用。

“我们兴奋的发现，利用这些技术，在体外发育的这些肾小球和肾小管血管，和体内肾脏发育过程是一样的。”这篇文章的第一作者Kimberly Homan说道。

该研究第一作者：Kimberly Homan

虽然他们建立的血管网络，还不能保证肾脏类器官中的血液可以随时灌注，但比起之前动物宿主提供血管支持，他们的努力已经为体外促进血流增强发育的能力开辟了新途径，这为之后的肾脏疾病研究，药物研发以及肾脏再生技术奠定了新的重要基础工作。

我们也越来越坚信，随着各国科学家们的不懈努力，能够为越来越高发的肾脏疾病提供新的治疗方向，肾脏再生终有一天也不再是梦想！

Engineered miniature kidneys come of age.medicalxpress

Flow-enhanced vascularization and maturation of kidney organoids in vitro.Nature Methods

Growing organoids under flow increases their potential for drug testing, regenerative medicine.https://news.harvard.edu/gazette