Adv Mater：西班牙研究团队成功制造微型肾脏，模拟复杂血管结构，开辟类器官研究新篇章

在一项新的研究中，来自西班牙加泰罗尼亚生物工程研究所的研究人员介绍了一种在实验室中制造微型肾脏（mini-kidney）的新方法，这项技术成功复制了人类肾脏的复杂血管结构，并成功将三维肾脏类器官（kidney organoids）与内皮类器官（endothelial organoids）相结合，推进了类器官研究的边界。

相关研究结果近期发表在Advanced Materials期刊上，论文标题为“Natural Hydrogels Support Kidney Organoid Generation and Promote In Vitro Angiogenesis”。

类器官作为模拟真实器官功能的三维体外模型，在疾病模型构建和药物筛选中至关重要，尽管如此，它们在复现如神经系统、免疫系统及血管系统的复杂性方面历来存在局限。十多年来，在实验室中再现肾脏这一高度灌注组织的复杂血管系统一直是科学家们面临的挑战。

论文共同通讯作者、加泰罗尼亚生物工程研究所首席研究员Núria Montserrat Pulido 解释说，这项新的研究描述了一种从未尝试过的方法：“我们开创性地将肾类器官与血管类器官整合，这要求精确掌握两者发育的时间节点，确保在最理想的时机进行组合。”她补充道，“两类器官一旦结合，便会迅速启动交互作用，仅三小时，就展现出惊人的协同效应。”

此研究成果不仅深化了对肾类器官发展机制的理解，也铺垫了促进类器官内部血管系统形成的崭新路径，有望在类器官移植和涉及血管功能障碍疾病的临床研究中发挥关键作用。

图片来自Advanced Materials, 2024, doi:10.1002/adma.202400306

论文共同通讯作者兼论文第一作者、加泰罗尼亚生物工程研究所Montserrat团队研究员Elena Garreta Bahima说，“对于那些通过血液循环影响肾脏的全身性疾病，比如自身免疫病和糖尿病，我们的类器官模型需要具备相应的血管系统。我们认为，在这项研究中使用的方法也可能应用于其他得类器官模型。”

Montserrat说，下一步研究团队计划在微流控平台上集成这些血管化的类器官，以进行更高级别的疾病模拟实验，并探索与心脏类器官等其他类器官的血管连通。

在之前的研究中，研究人员已发现他们构建的肾类器官含有血管前体细胞——内皮细胞，即最终形成血管的细胞。基于此，他们利用猪或人的肾组织，制造出一种可用作三维打印墨水的生物相容性水凝胶。

在本研究中，研究人员进一步优化了技术，使其更方便、更经济。在构成水凝胶的所有蛋白中，他们选择了肾组织胞外基质中含量最高的蛋白之一：胶原蛋白I（collagen I），并生成了一种生物相容性凝胶，来验证他们的实验结果。

这项新的研究是一个重要里程碑，标志着在应用尖端科技应对复杂健康问题的先进治疗领域取得了重大进展。（生物谷Bioon.com）

参考资料：

Elena Garreta et al. Natural Hydrogels Support Kidney Organoid Generation and Promote In Vitro Angiogenesis. Advanced Materials, 2024, doi:10.1002/adma.202400306.