科学家使用迷你肾模型来识别多囊肾病的潜在药物

在Cell Stem Cell的一项新研究中，来自南加州大学安迪麦克马洪实验室的科学家们生成了称为类器官的简单的肾样结构，并使用它们来识别治疗成人多囊肾病的潜在药物。

影响全球 800 万患者的成人型多囊肾病遵循所谓的“常染色体显性”遗传模式——这意味着当一个人遗传了PKD1或PKD2基因的错误拷贝时，疾病就会发展，并且第二好的副本的活动也丢失了。常染色体显性遗传多囊肾病 (ADPKD) 会在肾脏的许多区域引起大的充满液体的囊肿，从而导致肾功能丧失和影响肝脏、胰腺和心脏的其他危及生命的并发症。托伐普坦是 FDA 批准的唯一一种治疗 ADPKD 的药物，它可以减缓但不会阻止疾病进展，并且仅适用于由特定肾细胞类型组成的囊肿子集。

为了加快对 ADPKD 新疗法的探索，第一作者 Tracy Tran、Cheng (Jack) Song 和他们的同事从人类多能干细胞着手，这些干细胞能够繁殖产生更多的干细胞或分化成许多不同类型的干细胞。特化细胞。他们使用这些多能干细胞来培养由一两个类似于肾脏过滤单元的结构组成的类器官，称为肾单位。

“这些类器官简单、可重复、可扩展且具有成本效益，”该研究的主要作者、干细胞生物学和再生医学系主任、Eli and Edythe Broad 再生中心主任 McMahon 教授说南加州大学的医学和干细胞研究。“最重要的是，类器官可以始终如一地概括正常人类肾脏发育的关键方面，以及 ADPKD 中的囊肿形成。”

科学家们证明，这些类器官含有许多在胚胎发育过程中构建肾脏所需的细胞前体和遗传特征。当植入小鼠体内时，类器官的肾单位样结构开始发育血管系统，甚至达到了过滤废物的有限能力——这是肾脏最重要的功能之一。

为了使这些类器官对研究 ADPKD 有用，科学家们使用 CRISPR/Cas9 基因编辑来灭活PKD1或PKD2。正如预期的那样，基因编辑的类器官开始形成囊肿，最终分离并长到直径厘米。

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