400-8766-085

【五分钟讲类器官】从模型到医疗范式变革:肾脏类器官的构建、构建方法对比及应用!

发布时间:2025-11-27点击量:186
头部图23.gif


什么是肾脏类器官?




肾脏类器官 是一种在体外通过干细胞自组织形成的三维微型器官模型,模拟人体肾脏的结构和功能。它通常来源于人多能干细胞或成体干细胞,在特定诱导条件下分化为包含肾单位(如肾小球、近端小管、远端小管等)的复杂结构。


关键特征

① 三维结构:更真实地模拟细胞-细胞、细胞-基质相互作用。

② 功能模拟:具备部分肾脏功能,如物质转运、损伤响应、药物代谢等。

③ 来源多样:可来自iPSC、ESC或成体肾源干细胞。

④ 可扩展性:可用于高通量筛选、疾病建模和个性化医疗。


肾脏类器官的分类及对比




image.png


肾脏类器官在不同领域的应用




1.用途

① 疾病建模

急性肾损伤(如顺铂诱导)

慢性肾病(如糖尿病肾病、多囊肾)

遗传性疾病(如法布雷病、亨廷顿舞蹈病相关肾病)

② 药物筛选与毒性测试

肾毒性评估(如顺铂、他克莫司)

个体化药物反应测试(如肾细胞癌类器官)

③ 发育与机制研究肾单位形成、细胞分化信号通路

④ 再生医学未来可能用于肾脏移植或修复


2. 未来发展空间

① 血管化与成熟化:通过共培养、微流控、生物打印等技术实现功能血管网络。

② 多器官整合:构建“肾脏-心脏”或“肾脏-肝脏”等多器官芯片系统。

③ 基因编辑与个性化模型:利用CRISPR构建特定突变模型,用于精准医疗。

④ 临床前模型替代:逐步替代动物模型,提高药物开发效率与临床转化率。


3. 利弊分析

image.png



肾脏类器官构建的通用化方案构思




deepseek_mermaid_20251119_a46c35.png


流程说明:

image.png


干细胞来源选择iPSC/ESC:适用于复杂肾单位建模,ASC(如肾源细胞):适用于个体化小管模型。

胚状体形成(针对PSC):使用CHIR99021 + FGF等小分子诱导中胚层分化

肾向诱导:阶段I:Wnt激活(CHIR99021),阶段II:KOSR/DMEM培养基促进小管形成。

3D类器官培养:使用超低黏附板,动态培养(摇床)促进营养渗透

血管化策略(可选)共培养HUVEC,微流控芯片灌注,移植至免疫缺陷鼠肾囊下。

成熟培养延长培养至14-21天,低氧环境(5-7% O)促进血管生成。

验证与应用免疫荧光(LTL, HNF1B, CDH1),HE染色、RNA/蛋白分析,功能测试(药物响应、损伤标志物)。


肾脏类器官血管化方法




企业微信截图_17635394306413.png


A:免疫缺陷动物促进肾类器官血管化;

B:调整培养方案促进肾类器官血管化;

C:使用微流控技术结合细胞 外基质促进肾类器官血管化。


参考文献(图片来源):

刘鹤, 岳亮, 吴成君, 檀英霞. 肾类器官血管化研究进展. 中国药理学与毒理学杂志. 2024, 38(8): 633 https://doi.org/10.3867/j.issn.1000-3002.2024.08.008





关于晶莱

产品脑图_综合业务产品列表_技术服务42.7.jpg


晶莱生物创立于2016年,拥有北京(北京晶莱华科生物技术有限公司)及长沙(湖南晶莱生物技术有限公司)两个研发机构,是专注于生物医药临床期前研发与基础医学科研服务的国家高新技术企业及专精特新企业。依托北京、长沙两地的3000余平实验平台,晶莱构建了8个研究平台,可为客户提供包括临床前CRO、类器官模型构建、动物寄养、动物模型构建、细胞型构建、药效及各类表型、机制、通路等全方位的研究服务。


截至目前,晶莱生物已与国内超过500家生物医药公司、高校及医院建立了紧密的合作关系,成功实施了10000余项研究/研发项目,积累了超过100000+客户。





公众号尾图4.jpg


晶莱生物版权所有 京ICP备19057148号-2