用人类iPS细胞复制小儿肾脏疾病

用人类iPS细胞复制小儿肾脏疾病
A:图示肾小球结构。B:放大的足细胞图,有许多突起。c:足细胞突起之间的滤膜示意图。肾素,过滤膜的主要成分,通过形成筛子起作用。资料来源:Ryuichi Nishinakamura教授

日本科学家发现了先天性肾病研究的“万能钥匙”。熊本大学的科学家们利用从肾素突变患者的皮肤细胞中产生的iPS细胞,成功地培育出了表现出先天性肾病早期阶段的肾组织。肾素蛋白是肾脏滤过膜的组成部分,该蛋白异常常见于其他类型的肾脏疾病。

肾脏过滤并排出血液中的废物。在这个过程中,血液中的蛋白质被阻止泄漏到尿液中。负责过滤的膜是肾小球足细胞的一部分,肾素是其主要成分。如果有影响肾素的基因突变,大量的在血液中可漏入尿液,导致先天性肾病综合征。这种综合征的治疗是根本性的和困难的,而且缺乏人工复制突变过滤膜的技术一直是研究进展的瓶颈。

2014年,熊本大学的这个研究小组成功地完成了极其困难的人工制造任务这是世界上第一次。2016年,他们发现来自iPS细胞的肾小球足细胞强烈表达肾素,人类肾小球易于与小鼠血管连接,并且诱导的足细胞在移植到小鼠后继续成熟。有了这些知识,他们在最近的项目中将他们的技术应用于来自单个患者的iPS细胞。

用人类iPS细胞复制小儿肾脏疾病
iPS细胞通过体外诱导(左)和移植到小鼠肾组织(右)两种方法诱导肾祖细胞(原细胞)获得肾脏组织。这个过程总共花了大约1个月(13天+ 20天)。资料来源:Ryuichi Nishinakamura教授

首先,他们从患有先天性肾病综合征的患者的皮肤细胞中建立了iPS细胞,该患者具有单一的肾素突变。当他们诱导他们发现,本该存在于肾小球足细胞表面的肾素留在了细胞内,而且几乎没有过滤膜前体可以形成。当足细胞成熟的移植到小鼠,肾素,通常移动到正常足细胞的血管侧再次留在患者来源的细胞内。换句话说,这种先天性肾脏疾病的初始病理是由来自患病患者的iPS细胞重现的。

此外,当肾素突变患者来源的iPS修复后诱导进入肾组织,异常恢复正常。简而言之,研究人员发现这一单一突变是疾病的原因,并表明可以通过修复突变来治疗。

用人类iPS细胞复制小儿肾脏疾病
A:体外诱导肾小球和足细胞rob:小鼠移植后的足细胞。滤膜前体(白色箭头)通常存在于足细胞的两侧和底部,在患者中很少检出。图源:Ryuichi Nishinakamura教授

“因为我们现在可以重现先天性肾病综合征的病理,因此使用它来探索治疗药物应该会容易得多项目负责人Ryuichi Nishinakamura教授说。“即使在成年人中出现肾病,通常也始于尿液中蛋白质含量异常。据信,这往往是由肾素蛋白的问题引起的.如果发现一种控制肾素蛋白的药物,它很有可能对肾脏疾病非常有效。我们在这里取得的成就是朝着开发作用于足细胞并减少蛋白尿的药物迈出的一大步。”

这项研究结果于年在网上发表干细胞报告2018年8月30日。


进一步探索

ips源性肾细胞成功连接毛细血管网络

更多信息:Shunsuke Tanigawa等,来自肾病来源的iPSCs的类器官识别肾足细胞中NEPHRIN定位受损和狭缝膈形成,干细胞报告(2018)。DOI: 10.1016 / j.stemcr.2018.08.003
期刊信息: 干细胞报告

所提供的熊本大学
引用:从人类iPS细胞(2018年11月1日)中复制小儿肾脏疾病(2021年5月6日从//www.puressens.com/news/2018-11-pediatric-kidney-disease-human-ips.html检索)
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