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肾脏类器官含有流氓细胞类型

2019-01-21 18:05:03 • 来源：

几个烂苹果确实会毁掉整串苹果——如果这串苹果碰巧是一个类器官，一群细胞在实验室里生长来模仿一个器官。例如，肾脏类器官被用来研究真正的肾脏如何工作以及对新开发的治疗方法的反应。但是，如果肾脏类器官含有任性的非肾脏细胞，它们可能无法正确模拟真正的肾脏，从而使科学家误入歧途。

肾脏类器官含有流氓细胞类型

据圣路易斯华盛顿大学医学院(WUSM)的科学家称，肾脏中的类器官最终可能会适应大脑和肌肉细胞。科学家们发现，这些不受欢迎的客人只占类器官细胞的10-20%，但它们的存在表明，用来诱导干细胞转化成肾脏细胞的协议可能在不经意间产生其他类型的细胞。

乍一看，这一发现似乎是用肾脏类器官替代人类肾脏的一个挫折，但科学家们说，肾脏类器官有办法确保它们仍然是唯一的目的地。科学家们发现了一种简单的方法来阻止这些任性的细胞形成。科学家们还建议，他们的方法可以被其他科学家采用，这些科学家在其他类器官中发现流氓细胞，比如大脑、肺或心脏的细胞。

这项工作的细节发表在11月15日的《细胞干细胞》杂志上，在一篇题为《人类psc来源的肾脏类器官分化与单细胞转录组的比较分析与改良》的文章中。本质上，这篇文章描述了门碰撞器是如何工作的，以及它们如何被排除在类器官功能之外。

通过伪时间序列重建谱系关系，确定了与命运决定相关的配体、受体和转录因子网络，”文章指出。这篇文章继续说，其中一些命运决定涉及脑细胞的发育:“脑源性神经营养因子(BDNF)及其同源受体NTRK2在类器官分化过程中在神经元谱系中表达。”

科学家们报告说，抑制神经通路可以改善类器官的形成。神经元间质减少90%而不影响肾脏分化。根据科学家的说法，这一结果强调了单细胞技术在描述和改善类器官分化方面的力量。

这篇文章的资深作者本杰明·d·汉弗莱斯(Benjamin D. Humphreys)医学博士说，“人们非常热衷于将有机化合物作为影响人类的疾病的模型。，博士，WUSM肾脏学主任。“但是科学家们还没有充分认识到，组成这些类有机物的一些细胞可能无法模仿我们在人体中发现的东西。”好消息是，通过一个简单的干预，我们可以阻止大多数流氓细胞的生长。

在目前的研究中，研究人员查看了两种被世界各地的科学家广泛用于培养肾脏类器官的配方。一种是从获得美国国家卫生研究院(NIH)批准的胚胎干细胞开始，另一种是从诱导多能干细胞开始，这种干细胞从成年细胞中重新编程，有能力发育成任何类型的人类细胞。

一种药物和生长因子的混合物被添加到干细胞中，引导它们进入肾脏细胞。在实验室中培养了4周的类有机物，这段时间足够细胞分化，研究人员问:我们得到了什么类型的细胞?

研究人员依靠一种相对较新的技术进行深入研究，而不是进行抽查来识别构成这些类有机物的细胞。通过单细胞RNA测序，他们分析了来自65个肾脏类器官的83,130个细胞中数千个基因的活性。

汉弗莱斯博士解释说:“这产生了大量的数据，我们的大脑无法理解所有这些数据。”但是计算机可以很容易地比较83000个细胞的基因活动，并利用人工智能，根据基因表达将不同类型的细胞分组。所以，我们不是在寻找我们认为会在类器官中找到的细胞，而是帮助我们找到细胞，即使我们从未想过它们会在那里。

汉弗莱斯博士解释说:“开发更好的肾脏疾病治疗方法的进展缓慢，因为我们缺乏好的模型。”“我们依靠老鼠，它们不是小人类。有许多药物在减缓或治疗啮齿动物肾脏疾病方面取得了神奇的效果，但在临床试验中失败的例子不胜枚举。因此，将人类干细胞组织成肾脏样结构的想法是非常令人兴奋的，因为我们很多人都觉得这有可能消除从老鼠到人类的“转译过程中丢失的”方面。

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