Cell Stem Cell：李中伟团队成功构建出功能性人类肾脏类器官

来源：生物世界 2025-09-27 10:02

该研究首次利用人类多能干细胞（hPSC）构建出具有复杂三维结构的人类肾脏类器官。

人类的肾脏由一百万个肾单位（nephron，由肾小球和肾小管组成，通过过滤血液、重吸收水分及分泌代谢废物来产生尿液）组成，这些肾单位源自肾单位祖细胞（nephron progenitor cell，NPC），并与源自输尿管芽祖细胞（ureteric progenitor cell，UPC）的树枝状集合管系统相连接。而目前的肾脏类器官无法重现肾脏复杂的空间结构和功能，这限制了它们的应用。

2025 年 9 月 17 日，南加州大学凯克医学院李中伟团队（黄标、曾资鹏、何金灿等为共同第一作者）在 Cell 子刊Cell Stem Cell上发表了题为：Spatially patterned kidney assembloids recapitulate progenitor self-assembly and enable high-fidelity in vivo disease modeling的研究论文。

该研究首次利用人类多能（hPSC）构建出具有复杂三维结构的人类肾脏类器官。这些肾脏类器官显示出肾脏的大多数生理功能，并且在移植后产生了类似尿液的体液。这一结果为进一步构建可以移植的人工肾打下了坚实基础。此外，这种新型功能性肾脏类器官能够更精确地模拟肾脏疾病，在疾病模拟和药物研发领域具有重要应用前景。

在这项最新研究中，研究团队构建了空间组织良好的小鼠和人类肾脏祖细胞复合类器官（kidney progenitor assembloid，KPA）模型，其由多能干细胞（hPSC）来源的诱导肾单位祖细胞（iNPC）和诱导输尿管芽祖细胞（iUPC）发育而成。

在 KPA 模型中，肾单位经历了广泛的发育，并与位于中心的肾集合管系统融合，重现了体内观察到的肾脏祖细胞自组装过程。这些 KPA 在细胞复杂性和成熟度方面有了显著提高，并在体外和体内表现出主要肾脏功能的多个方面。研究团队利用基因组编辑、体内培养的人类 KPA，成功构建了人类常染色体显性遗传多囊肾病（ADPKD）模型，重现了囊性表型以及该疾病的分子和细胞特征，并突出了囊上皮细胞、基质和巨噬细胞之间的相互作用。

总的来说，该研究构建的 KPA 平台为实现高保真疾病建模开辟了新途径，并为肾脏再生医学奠定了坚实基础。

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