USCのケック医学校の科学者チームは、人工腎臓を組み立てるための重要な構成要素となる可能性のあるものを作成しました。 の新しい研究では ネイチャーコミュニケーションズ、 Zhongwei Liと彼の同僚は、尿を濃縮して輸送することで体液とpHのバランスを維持するのに役立つ集合管システムに似た、オルガノイドと呼ばれる基本的な腎臓構造を生成する方法について説明しています。

「新しいタイプの腎臓オルガノイドの作成における私たちの進歩は、発達と病気を理解するだけでなく、患者のための新しい治療法と再生アプローチを見つけるための強力なツールを提供します」と、研究の対応する著者であり、医学と幹の助教授であるリーは言いました。細胞生物学と再生医療。

ビルディングブロックの作成

この研究の最初の著者である博士課程の学生であるZipengZengとポスドクのBiaoHuangとチームは、初期の腎臓発生に重要な役割を果たす尿管芽前駆細胞（UPC）として知られる集団から始めました。 科学者たちは、最初にマウス、次にヒトのUPCを使用して、細胞が尿管芽に似た細胞小器官を形成するように促す分子のカクテルを開発することができました。分岐管は最終的に集合管システムを生み出します。 科学者たちはまた、ヒト幹細胞を尿管芽オルガノイドに発達させるための別のカクテルを見つけることに成功しました。

追加の分子カクテルは、マウスUPCまたはヒト幹細胞のいずれかから成長した尿管芽オルガノイドを押し出し、さらに成熟した複雑な集合管オルガノイドに確実に発達しました。

ヒトとマウスの尿管芽オルガノイドは、患者に病気を引き起こす突然変異を抱えるように遺伝子操作することもでき、腎臓の問題を理解し、潜在的な治療薬をスクリーニングするためのより良いモデルを提供します。 一例として、科学者たちは遺伝子をノックアウトして、CAKUTとして知られる腎臓と尿路の先天性異常のオルガノイドモデルを作成しました。

尿管芽オルガノイドは、病気のモデルとして機能することに加えて、人工腎臓のレシピに不可欠な成分であることが証明される可能性もあります。 この可能性を探求するために、科学者たちはマウスの尿管芽オルガノイドをマウス細胞の第XNUMXの集団、つまり腎臓の濾過単位であるネフロンを形成する前駆細胞と組み合わせました。 実験室で育てられた尿管の芽の先端をNPCの塊に挿入した後、チームは集合管システムを連想させる分岐管の広範なネットワークの成長を観察し、基本的なネフロンと融合しました。

「私たちの操作されたマウスの腎臓は、ネフロンと集合管の間の接続を確立しました。これは、将来機能的な臓器を構築するための重要なマイルストーンです」とLi氏は述べています。

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研究について

このプロジェクトには、Liの主要な所属機関であるUSC / UKRO腎臓研究センターの科学者が集まりました。 USCの再生医療および幹細胞研究のためのエリアンドエディスブロードセンター。 医学部、幹細胞生物学および再生医療; 腎臓病学と高血圧症、および母体胎児医学の部門。 追加の著者には、Riana K. Parvez、Yidan Li、Jyunhao Chen、Ariel C. Vonk、Matthew E. Thornton、Tadrushi Patel、Elisabeth A. Rutledge、Albert D. Kim、Jingying Yu、Brendan H. Grubbs、Jill A. McMahon、 NúriaM。Pastor-Soler、Kenneth R. Hallows、AndrewP.McMahon。

この作業の054364％は、国立糖尿病・消化器・腎臓病研究所からの連邦資金によって支援されました（DK31およびF107216フェローシップDKXNUMXを付与）。 残りのサポートは、部門のスタートアップ資金、UKRO財団のサポート、USC幹細胞チャレンジ賞、およびカリフォルニア再生医療研究所（CIRM）ブリッジプログラムからのものでした。

ケック医学校について

1885年に設立されたUSCのケック医学校は、革新的な患者ケア、科学的発見、教育、およびコミュニティサービスで知られる米国有数の医療機関の900つです。 医学生と大学院生は、世界的に有名な教員と緊密に連携し、米国で最も多様なコミュニティの50つで実践的なトレーニングを受けています。 彼らは明日の健康のリーダーに成長するにつれて、最先端の研究に参加します。 ケック医学校は、XNUMXの専門およびサブ専門プログラムにまたがるXNUMX人以上の研修医を擁し、南カリフォルニアで開業している医師の最大の教育者です。