Page 177 - 肾内科疾病临床诊断与治疗

第六章 泌尿系统疾病及其诊疗进展

factor，EGF）和骨形态发生蛋白（BMP）抑制剂（noggin），最终培养出带有

隐窝-绒毛的肠道上皮样细胞团块，并命名为类器官。自此，类器官便得到广泛
关注，培养技术日渐成熟，先后被Science和Nature Methods评为科技发展十大突
破和年度生命科学技术之一。

类器官具有自我更新、自我组织能力，并具有来源器官的结构和部分功能。
与2D细胞相比，3D类器官保留了原器官组织结构和生物信息，已被证明为目前

最接近体内生理环境和临床相似度最高的体外研究模型。近三年来，PubMed数
据库中类器官相关文献每年呈指数型增长，目前已累计发表2000多篇，包括分子
机制研究、疾病模型建立及药物测试等多个研究领域，可见类器官作为新一代科

研模型的巨大应用潜力。
泌尿系统作为人体重要的组成部分，其相关的类器官模型的建立及应用也备
受重视。以诱导多能干细胞（induced pluripotent stemc ells，iPSCs）为来源的肾

脏类器官可在体外重现部分肾脏结构与功能，相关的分化方案不断完善，相关模
型推进了肾脏类器官在器官发育及组织修复、疾病建模、肾毒性检测等领域的研
究。另外，随着前列腺和膀胱肿瘤类器官的相继建立，患者来源的肿瘤类器官能

够预测临床患者对抗肿瘤药物的反应，成为理想的新一代肿瘤精准治疗临床前
模型。

（一）泌尿系统相关类器官的培养技术
自2009年以来，肠道类器官培养体系开创了类器官技术探究成体肠干细胞
功能的成功范式，极大地促进了泌尿系统肾脏、前列腺、膀胱等类器官培养体

系的发展。在多能干细胞（pluripotent stem cells，PSCs）诱导分化为不同类型
肾脏细胞的基础上，多种肾脏类器官诱导分化方案也应运而生，并且分化来源
细胞多为多能干细胞（pluripotent stem cell，PSCs），如人胚胎干细胞（human

embryonic stem cells，hESCs）、iPSCs等。Little团队根据以往对鼠胚胎干细胞
（mESCs）的培养分化经验，提出了含activin、视黄酸或含CHIR99021的两种

分化方案，发现hESCs在无血清的条件下可同时分化为输尿管芽（ureteric bud，
UB）和后肾间充质（metanephric mesenchyme，MM）等肾祖细胞群体，但随着

分化时间的延长，肾单位祖细胞群体出现自我更新和分化间的失衡。为提高肾祖
细胞群体的分化效率，Morizane等改变CHIR99201的处理时间，以便诱导中间中

169