新技术为寻找肾脏疾病的治疗方法提供了途径
慢性肾病和最终的肾衰竭是无法治愈的疾病，影响着13%的美国人口，尤其是那些患有高血压和糖尿病的人。这些疾病会破坏维持人体血液过滤系统的肾脏“足细胞”，最终导致患者接受透析治疗。
寻找有效的治疗方法一直受到阻碍，因为这些高度结构化的细胞不能在体外培养，而且会永久存在细胞系不符合它们的结构。华盛顿大学麦凯维工程学院和医学院的新研究旨在克服这一关键障碍。
这一发现发表在8月31日的《科学》杂志上科学的进步这是由一种新的水凝胶系统实现的，该系统保存了培养的生物化学和机械环境足突细胞细胞。有了这个系统，从孤立的肾小球(肾脏的过滤单位)中提取的足细胞，可以根据健康和患病肾脏中它们附近的蛋白质模式进行培养。这些细胞迅速形成新的形状，并表达与损伤相关的新的蛋白质结构，使研究人员能够确定可能控制这些细胞用于自我愈合的机制的新方法。
“我们现在有了一个了解损伤和疾病中形状变化和细胞损失的细胞骨架动力学的窗口，”医学博士哈尼·y·苏莱曼(Hani Y. Suleiman)说，他是医学院医学系肾内科的医学助理教授，也是该研究的三位资深作者之一。“我们的研究揭示了伤口愈合蛋白复合物的结构和功能，它们可能是药物靶点。”
蒋淑萌，浙江大学博士生机械工程该论文的第一作者是与资深作者Jeffrey Miner、医学院的Eduardo和Judith Slatopolsky医学肾脏学教授，以及麦凯维工程的Harold和Kathleen Faught机械工程教授Guy Genin的实验室合作。
足细胞是一种独特的细胞层次结构这包括几乎像章鱼一样的触须，形成肾脏过滤单元的结构。影响足细胞的疾病，如糖尿病肾病，会破坏这些结构，导致需要透析或移植的肾衰竭。
“我们以前从未能够看到这些结构对压力的实时反应，”迈纳说。“我们和其他人使用的永生足细胞系不会形成这些结构，在老鼠体内观察它们是困难的。这种新方法使我们能够确定直接从肾脏中提取的小鼠和人类足细胞在实验室中的表现，在那里它们可以受到无休止的实验条件的影响。”
“一个令人兴奋的新角度是研究和操纵细胞对疾病反应的机械生物学方面的能力，”Genin说，他是国家科学基金会工程机械生物学科学和技术中心的联合主任。“我们现在可以量化与糖尿病和血糖升高相关的肾脏变化如何影响足细胞的机械功能及其恢复能力。”
华盛顿大学提交了一份专利申请该团队与该大学的技术管理办公室合作，希望能够进行一系列研究，并最终使用该系统进行治疗。苏莱曼说，他相信这项技术有潜力改变治疗学的发展。
Suleiman说:“现在我们可以对来自病变肾脏的人类细胞进行测试，我们可以快速筛选影响蛋白质动力学和机械生物学的化学治疗方法，并开始朝着治疗一系列目前无法治愈的疾病的方向迈进。”
进一步探索
