Nature子刊：首次将人类肾脏类器官与猪肾脏融合，并成功移植到体内

类器官（Organoid）技术在再生医学应用方面前景广阔。由人类多能干细胞（hPSC）培育而成的类器官，能够高保真度重现人类发育器官的重要特征，这为模拟人类发育和疾病提供了一个前所未有的平台。然而，将类器官技术临床相关应用（例如组织再生、器官移植）中仍然面临诸多障碍，部分原因在于难以生产出具有可扩展性、一致性和可重复性的 hPSC 来源的类器官。

近期，西班牙加泰罗尼亚生物工程研究所的研究人员在 Nature 子刊 Nature Biomedical Engineering 上发表了题为：Systematic production of human kidney organoids for transplantation in porcine kidneys during ex vivo machine perfusion 的研究论文。

该研究开发了一种可扩展、可重复且经济的方法，从人类多能干细胞（hPSC）诱导生成人类肾脏类器官（hPSC-肾脏类器官）。然后，研究团队采用常温机械灌注法将这些 hPSC-肾脏类器官灌注到离体猪肾脏，在将猪肾脏移植回同一只猪体内，证实了 hPSC-肾脏类器官的体内移植成功。

这项突破性研究是再生医学和个性化医疗领域的一个重要里程碑，它为利用 hPSC-肾脏类器官进行离体细胞疗法的临床试验铺平了道路。

肾脏类器官是一种在实验室中由人类干细胞培育而成的三维结构，直径仅几微米。虽然它们并非完整器官，但却能复制出许多主要结构和功能。由于这些特性，肾脏类器官使我们能够研究肾脏发育、测试新药，并且有望最终用于修复受损的肾脏组织或改善用于移植的器官。

在这项最新研究中，研究团队首次提出了一种利用微聚集和基因工程技术，系统化、规模化从人类多能干细胞（hPSC）生产数千个人类肾脏类器官的方法。该方法具有可扩展性、可重复性和经济性，还能够使 hPSC-肾脏类器官分化为不同的肾细胞类型。

通过单细胞 RNA 测序、共聚焦图像分析、代谢检测以及利用 CRISPR–Cas9 工程技术生成荧光报告基因，研究团队发现，hPSC-肾脏类器官在细胞间接触后表现出转录多样性和细胞组成的变化。

研究团队利用常温机械灌注技术，将 hPSC-肾脏类器官灌注到离体（ex vivo）猪肾脏，这是首次成功地将人类肾脏类器官与连接到常温灌注机的活猪肾脏结合在一起。然后，研究团队再这个融合了 hPSC-肾脏类器官的猪肾脏移植回同一只猪体内。研究团队进一步评估了免疫反应，确认了该程序的可行性和有效性。通过原位杂交、免疫组织化学、共聚焦显微镜、图像分析和定量、体内成像以及流式细胞术等手段，在常温机器灌注和体内移植后识别出人体来源的细胞。

研究团队观察到，在移植 24 小时和 48 小时后，hPSC-肾脏类器官仍与猪肾脏组织保持融合，它们保持了活性，且未引发任何显著的免疫反应。移植的猪肾脏继续正常运作，没有出现损伤或毒性的迹象。

研究团队表示，这项研究表明，将类器官和体外灌注技术相结合，能够在完全可控的条件下实现对器官的离体细胞治疗。团队的长期目标是能够在器官移植前，通过细胞治疗实现器官的再生或修复，从而减少患者的等待时间，增加可供移植的健康器官数量。

这项研究证实了在临床试验中使用 hPSC-肾脏类器官进行离体细胞治疗的可行性和有效性。