腎臟不斷地過(guò)濾血液并清除體內(nèi)毒素，而慢性腎病的病癥特點(diǎn)在于執(zhí)行該基本功能的能力降低，腎小球在這中間扮演者很重要的角色。近日，《自然·通信》雜志發(fā)表了一項(xiàng)具有里程碑意義的研究：美國(guó)科學(xué)家展示的一種體外腎臟模型，具有與真正的腎臟幾乎相同的功能，有望改變慢性腎病等疾病的研究過(guò)程。

腎臟含有稱(chēng)為腎小球的特殊結(jié)構(gòu)。每個(gè)腎小球是一個(gè)過(guò)濾屏障，由兩層高度特化的細(xì)胞層和一個(gè)充當(dāng)選擇性過(guò)濾器的膜組成。當(dāng)血液通過(guò)每個(gè)腎小球時(shí)，毒素和小分子可以通過(guò)，而蛋白質(zhì)和其他重要成分則保留在血液中。

腎臟研究領(lǐng)域的一大挑戰(zhàn)就是在體外復(fù)制腎小球。使用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室中很難重建腎小球過(guò)濾屏障。大多數(shù)已發(fā)表的研究在兩個(gè)細(xì)胞層之間使用人造膜，雖可交換液體，但細(xì)胞不能以與生物學(xué)相同的方式穿過(guò)該膜，這導(dǎo)致模型無(wú)法真正過(guò)濾。

當(dāng)前實(shí)驗(yàn)中缺少的關(guān)鍵組件是具有選擇性的過(guò)濾器，允許適當(dāng)?shù)募?xì)胞間通信。洛杉磯兒童醫(yī)院開(kāi)發(fā)的新模型以一種允許形成天然腎小球屏障的方式培養(yǎng)健康的腎細(xì)胞，就像在體內(nèi)一樣。腎小球模型的功能與真正的腎臟幾乎相同。研究人員稱(chēng)，這種完全來(lái)自健康人體腎臟組織的模型為“芯片上的腎小球”。

研究人員在細(xì)胞的一側(cè)添加液體，在另一側(cè)收集“腎小球”過(guò)濾后的濾液。在實(shí)驗(yàn)中，他們添加了健康個(gè)體的血清。在不使用人造過(guò)濾器的情況下，體外腎小球表現(xiàn)出人類(lèi)腎臟的功能：蛋白質(zhì)保留在血清中，而較小的分子進(jìn)入濾液。

當(dāng)添加慢性腎病患者的血清時(shí)，研究人員發(fā)現(xiàn)，體外腎小球模型在臨床上表現(xiàn)出相同類(lèi)型的損傷：蛋白質(zhì)開(kāi)始通過(guò)受損過(guò)濾器泄漏。在濾液中測(cè)得的蛋白質(zhì)水平匹配患者的臨床濾液樣品，相關(guān)性達(dá)90%左右。

研究人員表示，該模型代表了目前體外腎臟研究標(biāo)準(zhǔn)的重大飛躍，為研究慢性腎病損傷的分子機(jī)制、更重要的是如何預(yù)防損傷打開(kāi)了大門(mén)。該模型還可用于在人體臨床試驗(yàn)之前篩選新藥。

關(guān)于腎小球

腎小球（glomerulus）是血液過(guò)濾器，腎小球毛細(xì)血管壁構(gòu)成過(guò)濾膜。循環(huán)血液經(jīng)過(guò)腎小球毛細(xì)血管時(shí)，血漿中的水和小分子溶質(zhì)，包括少量分子量較小的血漿蛋白，可以濾入腎小囊的囊腔而形成濾過(guò)液，用微穿刺法實(shí)驗(yàn)證明，腎小球的濾過(guò)液就是血漿中的超濾液。

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-11577-z

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