生物3D打印血管化近端小管模仿人體腎功能
魔猴君 行業(yè)資訊 2065天前
為了讓我們的身體正常工作,我們的腎臟在保持血液成分不變方面起著至關(guān)重要的作用。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),腎臟里有大約一百萬(wàn)個(gè)過(guò)濾單元(腎小球),它首先會(huì)去除多余的水和廢物,然后稱(chēng)為近端小管的特殊結(jié)構(gòu)重新吸收“好”的分子將其返回血液中。盡管近端小管的重吸收功能可能受到藥物,化學(xué)物質(zhì)或遺傳和血液傳播疾病的影響,但我們對(duì)這些影響如何發(fā)生的理解仍然有限。
生物3D打印的血管化近端小管的免疫熒光染色,其中近端小管上皮標(biāo)記物在近端小管通道中以綠色染色,并且血管內(nèi)皮標(biāo)記物在相鄰血管通道中以紅色染色。放大的橫截面圖示了兩種不同的細(xì)胞類(lèi)型在它們各自的通道中形成管腔可灌注結(jié)構(gòu)。圖片來(lái)源:哈佛大學(xué)威斯學(xué)院
為了研究人體外腎臟重吸收,Wyss Institute關(guān)鍵學(xué)院成員Jennifer Lewis,Sc.D。與瑞士羅氏羅氏創(chuàng)新中心合作,建造了一個(gè)3D生物打印血管化近端小管模型,其中可獨(dú)立灌注的小管和血管在工程細(xì)胞外基質(zhì)內(nèi)彼此相鄰印刷。這項(xiàng)工作建立在團(tuán)隊(duì)早期報(bào)告的持續(xù)灌注的3D近端小管模型的基礎(chǔ)上,該模型仍缺乏功能性血管隔室。該團(tuán)隊(duì)使用他們的下一代設(shè)備測(cè)量了葡萄糖從近端小管到血管的轉(zhuǎn)運(yùn),以及高血糖的影響,這是一種與糖尿病病人相關(guān)的疾病研究。
“我們?cè)趲滋靸?nèi)構(gòu)建這些活體腎臟裝置,它們可以保持穩(wěn)定的功能數(shù)月?!盢eil Lin博士說(shuō),他是羅氏研究員和劉易斯團(tuán)隊(duì)的博士后研究員。 “重要的是,這些3D血管化的近端小管表現(xiàn)出所需的上皮細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞形態(tài)和管腔結(jié)構(gòu),以及關(guān)鍵結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)和正確定位,以及允許管狀和血管隔室相互通信的因子。 “ 作為測(cè)試藥物和模擬疾病的第一步,該團(tuán)隊(duì)通過(guò)循環(huán)高于正常葡萄糖濃度的4倍,在他們的模型中誘導(dǎo)了“高血糖癥”,一種典型的糖尿病高血糖癥狀和血管疾病的已知危險(xiǎn)因素。近端小管隔室。 “我們發(fā)現(xiàn)高水平的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)到血管腔內(nèi)的內(nèi)皮細(xì)胞會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞損傷,”Wyss Institute和SEAS Lewis集團(tuán)研究員Kimberly Homan博士說(shuō)。 “通過(guò)使藥物循環(huán)通過(guò)特異性抑制近端小管上皮細(xì)胞中主要葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的小管,我們可以防止相鄰血管內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)生這些有害變化。
” 該團(tuán)隊(duì)的當(dāng)務(wù)之急是進(jìn)一步擴(kuò)大這些3D打印模型,以用于制藥應(yīng)用。 “我們的系統(tǒng)可以篩選聚焦藥物庫(kù)的腎毒性,從而有助于減少動(dòng)物實(shí)驗(yàn),”該研究的行業(yè)合作者,羅氏創(chuàng)新中心巴塞爾的首席科研員Annie Moisan博士說(shuō)?!拔覀冃碌?D打印腎臟模型是一個(gè)令人興奮的進(jìn)步,因?yàn)樗暾馗爬颂烊荒I組織中發(fā)現(xiàn)的近端小管段,除了藥物篩選和疾病模型的直接應(yīng)用之外,我們還在探索這些生命裝置是否可以用于增加腎透析?!蹦壳?,救生透析機(jī)可以過(guò)濾血液,但它們沒(méi)有辦法從身體所需的許多功能中去除濾液中的寶貴營(yíng)養(yǎng)物和其他物種,這可能導(dǎo)致特定的缺陷和并發(fā)癥。3D生物打印的血管化小管可能會(huì)改善腎臟替代治療方案。
他們的研究發(fā)表在美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊(PNAS)上。
文章來(lái)源:(中國(guó)3D打印網(wǎng)) 轉(zhuǎn)載免責(zé)聲明: 本網(wǎng)站轉(zhuǎn)載的文章,其版權(quán)均歸原作者所有,如其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)下載使用,請(qǐng)?jiān)谵D(zhuǎn)載有關(guān)文章時(shí)務(wù)必尊重該文章的著作權(quán),保留本網(wǎng)注明的“本文來(lái)源”,并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任