研究表明,肾细胞不过滤血液,他们泵

人类肾脏是管这一过程的错综复杂的网络每天大约190夸脱的血液。衬管上皮细胞通过肾脏和运输血液的循环回身体。这些固定细胞生成所需的机械力如何做好自己的本职工作并不完全理解。解开秘密的流体输运过程,约翰霍普金斯大学机械工程师创造了一种装置,它的措施所产生的机械力健康和患病的肾细胞。

“基本物理定律说,你需要力量来搬东西。在这种情况下,细胞不移动,但它们移动液体。的问题就变成了如何做呢?”教授Sean太阳说粉刷工程学院机械工程系和纳米生物研究所的核心成员。

太阳和他的团队,包括机械工程明矾Ikbal Choudhury和化学和生物分子硕士学生摩根本森,重建肾脏微环境使用他们micro-fluidic肾脏泵,或MFKP。设备有两个式微通道由肾脏上皮细胞。随着细胞之间传递流体通道,它记录了流体压力实时生成的细胞。

研究人员注意到,肾上皮细胞像机械流体泵和积极生成一个流体压力梯度。液体泵的行为特点是泵的性能曲线,很像水泵在一个房子里。大多数人认为,肾脏表现得像一个传统的过滤器,需要外部压力流体。然而,太阳和他的团队表明,细胞可以产生所需的压力自己是一个洞察了解肾脏生理功能具有重要的影响。

“每个人都听说肾脏过滤血液,但概念上是不正确的。我们显示的是肾脏细胞泵,过滤器,并产生力量,”太阳说。

他们的研究结果发表在自然通讯。

与巴尔的摩PKD合作研究和临床核心马里兰大学的中心,太阳队也用的设备检查机械行为肾脏上皮细胞从常染色体显性遗传多囊肾疾病患者,或ADPKD。ADPKD是一种常见的遗传性和激进的障碍的肾脏发展充满液体的囊肿,导致肾脏肿大。团队的设备显示ADPKD细胞泵液体相反的方向健康的上皮细胞。这种改变泵行为改变肾管的压力分布图,导致他们的形状和形态变化。

他们还测试了药物Tolvaptan ADPKD细胞使用他们micro-fluidic肾脏泵。Tolvaptan是fda批准的药物,可以帮助延迟ADPKD疾病进展。研究小组表明,ADPKD细胞对药物通过降低流体泵流量和压力梯度,这意味着囊肿应该开发更加缓慢。这一发现表明,团队的设备有可能被用作筛选ADPKD的新疗法和其他的工具肾脏疾病。

团队的下一个步骤包括修改设备扩大他们的测量和用于其他上皮运输过程,比如那些发生在其他器官。他们想要展示机械力是很重要的生物系统和器官,从而最终改善我们的药物筛选和疾病建模方法。