更逼真的人工微型肾脏问世！…UNIST·POSTECH成功研发

模拟低氧环境合成的人工肾脏：管网结构与细胞成熟度双提升

药效与毒性验证更精准↑ 动物实验替代加速，《Adv. Sci.》刊登

一种在结构和功能上更接近人体肾脏管道网络的人工迷你肾脏问世。

UNIST生物医学工程系教授 Park Taeun 与浦项工科大学机械工程系教授 Kim Dongsung 研究团队于11日表示，他们开发出一种再现肾脏连接结构和细胞功能的人工迷你肾脏（肾脏类器官）。

人体肾脏由约100万个称为“肾单位”的“净化装置”组成。流经肾单位内部的肾小管与集合管相连，从而排出代谢废物。

然而，迄今为止在实验室中制造的类器官都缺少与集合管相连的结构。此外，肾单位内部的细胞也不够成熟，难以发挥真正肾脏的功能。

研究团队在培养过程中构建了低氧环境，从而解决了这一问题。

胚胎在实际发育时所处的环境并不富含氧气，研究团队模拟这一环境后，诱导多能干细胞不仅生成肾单位细胞，还同时生成通向集合管的细胞。这两大类细胞在相互传递信号、共同生长的过程中，形成了多个肾单位连接到类似集合管结构上的网络，更接近真实肾脏。

通过单细胞基因组分析发现，该类器官的细胞组成和成熟度与真实人肾脏高度相似。

这一人工迷你肾脏在再现患病器官状态的“疾病建模”和药物毒性评估方面也证明了其有效性。研究团队成功构建出患有多囊肾疾病、肾脏整体肾小管中布满囊肿的类器官；在处理具有肾毒性的抗癌药物时，该类器官对毒性的感知也远比既有类器官敏感。

Park Taeun 教授表示：“我们通过再现发育环境，打造出了在结构和功能上都得到改善的迷你人工肾脏”，“为筛选疾病治疗候选药物和准确预测毒性奠定了基础，提高了类器官替代动物实验的可能性”。

本次研究由 UNIST 研究员 Lim Hyeonji 作为第一作者参与。

研究在科学技术信息通信部和韩国研究财团的中坚研究者课题与优秀新进研究课题、保健福祉部的韩国版先进研究计划局（ARPA-H）项目、产业通商资源部的产业技术炼金术士项目，以及蔚山科学技术院的支持下开展，研究成果已于8月21日在线发表在国际学术期刊《Advanced Science》上。