在Cell Stem Cell的一項新研究中，來自南加州大學安迪麥克馬洪實驗室的科學家們生成了稱為類器官的簡單的腎樣結構，并使用它們來識別治療成人多囊腎病的潛在藥物。
影響全球 800 萬患者的成人型多囊腎病遵循所謂的“常染色體顯性”遺傳模式——這意味著當一個人遺傳了PKD1或PKD2基因的錯誤拷貝時，疾病就會發(fā)展，并且第二好的副本的活動也丟失了。常染色體顯性遺傳多囊腎病 (ADPKD) 會在腎臟的許多區(qū)域引起大的充滿液體的囊腫，從而導致腎功能喪失和影響肝臟、胰腺和心臟的其他危及生命的并發(fā)癥。托伐普坦是 FDA 批準的唯一一種治療 ADPKD 的藥物，它可以減緩但不會阻止疾病進展，并且僅適用于由特定腎細胞類型組成的囊腫子集。
為了加快對 ADPKD 新療法的探索，第一作者 Tracy Tran、Cheng (Jack) Song 和他們的同事從人類多能干細胞著手，這些干細胞能夠繁殖產生更多的干細胞或分化成許多不同類型的干細胞。特化細胞。他們使用這些多能干細胞來培養(yǎng)由一兩個類似于腎臟過濾單元的結構組成的類器官，稱為腎單位。
“這些類器官簡單、可重復、可擴展且具有成本效益，”該研究的主要作者、干細胞生物學和再生醫(yī)學系主任、Eli and Edythe Broad 再生中心主任 McMahon 教授說南加州大學的醫(yī)學和干細胞研究。“最重要的是，類器官可以始終如一地概括正常人類腎臟發(fā)育的關鍵方面，以及 ADPKD 中的囊腫形成。”
科學家們證明，這些類器官含有許多在胚胎發(fā)育過程中構建腎臟所需的細胞前體和遺傳特征。當植入小鼠體內時，類器官的腎單位樣結構開始發(fā)育血管系統(tǒng)，甚至達到了過濾廢物的有限能力——這是腎臟最重要的功能之一。
為了使這些類器官對研究 ADPKD 有用，科學家們使用 CRISPR/Cas9 基因編輯來滅活PKD1或PKD2。正如預期的那樣，基因編輯的類器官開始形成囊腫，最終分離并長到直徑厘米。
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