1000个迷你肾脏之旅从KidneyX的100万美元开始

由Nils Lindstr?m领导的南加州大学干细胞科学家团队与Leonardo Morsut合作，获得了肾脏创新加速器(KidneyX) 100万美元的新奖金，他们正在寻求建立一个功能类似人类肾脏的肾脏，但在形状上类似于鲸鱼的葡萄状肾脏。Lindstrom的团队已经成功地利用干细胞生成并组装了多达500个人工肾过滤管，称为肾单位，形成豌豆大小的圆盘，称为类器官。Morsut的实验室专注于合成生物学，已经设计出基因回路，可以指导人类细胞组装成特定的模式和形状，比如连接肾脏类器官和血液输入和尿液输出所需的管状结构。他们希望一起组装足够多的肾单位，并诱导它们发展出所有必要的功能成分，从而能够接管衰竭肾脏的工作。

　　

为了帮助需要移植的病人，人造肾脏的功能必须和天然肾脏一样，但并不一定要长得像天然肾脏。由Nils Lindstrm领导的南加州大学干细胞科学家团队与Leonardo Morsut合作，获得了肾脏创新加速器(KidneyX)新颁发的100万美元奖金，他们正在寻求制造一个功能上与真实肾脏相似，但形状不同的肾脏。

“大自然告诉我们，肾脏可以以惊人的多样性出现，”Lindstrm说，他是该基金的首席研究员，也是南加州大学凯克医学院干细胞生物学和再生医学的助理教授。“人类有两个大肾脏，而我们最大的哺乳动物表亲之一鲸鱼有许多肾脏一起工作，就像一串葡萄。”我们希望采用类似的设计，利用人类干细胞制造人造肾脏。”

Lindstrm的最终目标是为10万多名等待肾脏移植的患者提供功能性人造器官，他和他即将到来的博士生康纳·福斯托(Connor Fausto)与莫尔苏特和他的博士后实习生Fokion Glykofrydis合作。

在这次合作中，Lindstrm实验室成员将详细了解人类肾脏在出生前是如何发育的。遵循这些基本的发展原则，他们已经成功地利用干细胞产生并组装了多达500个人工肾过滤管，称为肾单位，形成豌豆大小的圆盘，称为类器官。尽管科学家们还不能组装100万个肾单位，这是一个成年人肾脏中发现的数量，但鲸鱼的解剖结构表明，许多小肾脏可以像两个大肾脏一样工作。

Lindstrm说:“1000个这样的肾脏类器官将包含40万个肾单位，大约是你每个肾脏中肾单位数量的一半。”

然而，为了让这些类器官在功能上补偿衰竭的人类肾脏，它们需要将肾脏与血液供应以及尿液排泄系统连接起来。这是因为肾单位的功能是过滤血液，重新吸收需要的营养物质和液体，并将不需要的物质以尿液的形式排入膀胱。

这就是Morsut实验室成员在合成生物学方面的专业知识，这是一个致力于重新设计生物系统的领域。Morsut实验室已经设计了基因回路，可以指导人类细胞组装成特定的模式和形状，比如连接肾脏类器官和血液输入和尿液输出所需的管状结构。

“当在实验室中培养肾脏类器官时，它们需要一点额外的诱导来开发所有必要的功能部件，比如收集尿液的排水系统，我们的工程基因电路给了它们额外的推动力，使我们能够精确地控制它们的结构，如果我们仅仅依靠干细胞的自然自组织能力，我们无法在实验室环境中实现这一点。”

这种非正统的方法正是KidneyX旨在支持的研究类型。作为美国卫生与公众服务部(HSS)和美国肾脏学会(American Society of Nephrology)之间的公私合作伙伴关系，KidneyX旨在加速肾脏疾病预防、诊断和治疗方面的创新。

Lindstrm说:“KidneyX已经认识到，我们需要更好地思考，大胆地思考，从大的角度来构建可穿戴或可植入的人造肾脏。我们希望我们的合作能够改变我们对如何通过合成细胞系统构建和排出人工肾脏的思考，并最终为终末期肾病患者提供更好的治疗选择。”

关于南加州大学凯克医学院

南加州大学凯克医学院成立于1885年，是美国领先的医疗机构之一，以创新的患者护理、科学发现、教育和社区服务而闻名。医学和研究生与世界知名的教师密切合作，并在全国最多样化的社区之一接受实践培训。他们参与尖端的研究，因为他们发展成为明天的健康领导者。凯克学院的教职员工是培训1200名住院医师的关键参与者，这些住院医师横跨70个专业和亚专业项目，因此在南加州执业医师的教育中发挥了重要作用。

---

---