Page 179 - 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

1.器官发育与组织修复

1）器官发育
由iPSCs分化而来的类器官具有特定器官结构和部分器官功能。根据对胚胎
肾脏发育过程较为全面的理解，研究人员已经建立了iPSCs定向分化为肾脏类器
官的多种分化方案，以期获得更接近人体器官的类器官模型。

Takasato等采用CHIR99021-FGF9方案对人iPSCs进行诱导，并在分化之后
肾间充质阶段（metanephric mesenchyma，MM）时包被于基质胶中继续培养；
MM可自行分化成包含集合管和节段式肾单位的肾脏类器官，将肾脏类器官的

转录谱与人类胎儿肾脏组织相比较，发现其与妊娠早期的人类肾脏相似度最
高。然而，该团队诱导的UB细胞并没有表现出分支形态，肾元祖细胞（nephron
progenitors，NPs）诱导及维持能力也未得到证实。Taguchi和Nishinakamura利用
不同剂量的activinA/BMP对UB和NP进行选择性诱导，将iUB和iNP与基质细胞

（SN）共培养于低吸附的96孔板中，在SN和iUB两者的共同支持下，iUB尖端出
现正常的伸长和分叉，随着三种细胞的进一步作用，可最终诱导分化成高度有
序的、与肾脏结构极为相似的高序列肾脏类器官。目前，多数培养方案不能满

足肾脏各种细胞有规律的形成，包括连续性肾单位的形成及肾小球的血管化。
因此，培养出的类器官无论是形态大小还是生理功能都无法做到完全模拟真实
的组织器官。Low等通过先调节WNT信号通路分子CHIR99021来控制肾脏近端和
远端小管形成的相对比例，再进一步调节肾小球足细胞分泌血管内皮生长因子A

（VEGFA）水平，可有效地将hPSCs分化为血管化的节段式肾脏类器官，并证明
血管网络的分化和成熟高度依赖足细胞分泌的VEGFA的水平。将培养4周后的血

管化肾脏类器官移植到免疫缺陷的小鼠体内后，植入的肾脏类器官在足细胞和壁
上皮细胞之间形成了鲍曼囊结构，并可进行初步过滤和重吸收。此外，作为肾脏
的重要组成成分之一，连接肾单位的集合管的分化也同样重要。2021年，Zeng等
报道了hPSCs诱导产生的集合管祖细胞可在体外培养、扩增，并最终分化为成熟

的集合管类器官；该类器官拥有与成体肾脏集合管相同的两种主要细胞类群：主
细胞（principal cell，PC）和闰细胞（intercalated cell，IC），这为进一步研究肾
脏发育提供了重要的类器官平台。

2）组织损伤修复
近日，利用PSCs分化而来的类器官修复小鼠损伤脏器已有相关报道。

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