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微流体器官芯片可建立肾小球模型

文章来源: 博亚体育app入口官网下载发布时间:2022-07-16 00:57
本文摘要:肾脏是人体十分最重要的新陈代谢器官,继续执行着过滤器血液的起到,将一些不必须的废物以尿液的形式排泄。肾小球是肾脏中基本的过滤器单元,人工修建这种“肾小球”模型是一件十分有挑战的事情。来自哈佛大学的科学家们解决问题了这一挑战,他们首度在器官单芯片技术中,构建了第一个体外人类肾小球模型的工程化。研究公开发表在了《NatureBiomedicalEngineering》上。 肾小球的独有过滤器功能来自于独有的结构细胞。肾小球内有三种固有细胞:系膜细胞、内皮细胞、脚细胞。

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肾脏是人体十分最重要的新陈代谢器官,继续执行着过滤器血液的起到,将一些不必须的废物以尿液的形式排泄。肾小球是肾脏中基本的过滤器单元,人工修建这种“肾小球”模型是一件十分有挑战的事情。来自哈佛大学的科学家们解决问题了这一挑战,他们首度在器官单芯片技术中,构建了第一个体外人类肾小球模型的工程化。研究公开发表在了《NatureBiomedicalEngineering》上。

肾小球的独有过滤器功能来自于独有的结构细胞。肾小球内有三种固有细胞:系膜细胞、内皮细胞、脚细胞。脚细胞(podocyte)是坐落于肾小球毛细血管基底膜外侧的脏层上皮细胞,因其胞浆在基底膜表面构成纤毛样凸起而故名。脚细胞的突飞猛进牙环绕着毛细血管,脚突之间的裂孔膜是肾小球肾小球的最后一道屏障,切断蛋白质、红血球、血小板等大分子,容许小分子如水分、盐类及糖类以及其他类型的新陈代谢废弃物通过,更进一步构成尿液。

脚细胞很更容易被药物所受损,因而对于以肾脏疾病为目标的研究来说,意义根本性。想创建一个肾小球的模型,了解观测其功能,或者用作展开药物的肾功能安全性评价,脚细胞一个十分好的切入点。

由于脚细胞更为薄弱,在很长的时间里,科学家们仍然企图通过干细胞来使这种脚细胞需要工程化,但是,成熟期的需要工程化的脚细胞群此前仍然难以获得。来自哈佛大学威斯研究所的DonaldIngber博士构建了这一突破,他的团队将人类诱导的多功能干细胞(iPS)分化成成熟期的脚细胞,有效率可以多达90%。成熟期的工程化的脚细胞是肾小球芯片的最重要前提。

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最初,研究人员尝试用生物材料来增进细胞系的功能化,但是告终了。之后他们开始改变思路,仍然是意味着加到可溶性因子,而是将粗胞外基质(ECM)的关键作用考虑到在内,不仅如此,研究人员还考虑到了肾小球中的类似环境,指导细胞和的组织分化的机械力在其中也有最重要的起到。


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