在世界范围内，每年仍有200万患者死于肾脏疾病，相关有效疗法亟需开发。近日，来自曼彻斯特大学的研究人员首次在生物体中成功制造出了能够产生尿液的人类肾脏组织，对于开发治疗多种肾脏疾病的新型疗法具有里程碑意义。

在该研究中，研究人员利用人类胚胎干细胞制造出肾小球，即肾脏的微小组成部分。该培养基中含有能够促进肾脏发育的特殊分子，肾小球能与扮演天然结缔组织的凝胶样物质相结合，研究人员将结合物注入到小鼠皮下组织，三个月后进行组织检查，结果表明组成肾脏的基本结构单元，即肾元形成了。这种干细胞诱导制造的新型肾组织包含了大部分人类肾元的成分，如近端小管、远端小管、肾小囊和亨利氏套。进一步地，小鼠机体所培育的新型肾脏结构还发育出了毛细血管，遗憾的是这种微型肾脏结构缺少大动脉，因此只表现出部分生物学功能。接着，研究人员同外科医生一起将动脉置于这种肾脏中，并利用荧光蛋白右旋糖酐对肾小球滤液中的尿样物质进行染色，以在新型肾脏结构中检测和追踪右旋糖酐观察其结构功能。结果表明，该新型肾脏能够产生滤液，并以尿液的形式分泌。研究人员Kimber教授说道，该研究证明了这些干细胞制造的肾脏结构中的肾脏细胞可以过滤血液和产生尿液。更有趣的是，这些肾脏结构由人类细胞组成，但能够在小鼠体内发育出毛细血管来供血，同时还能与小鼠机体的血管形成联系。

研究人员表示，人类机体的肾脏大约拥有100万个肾小球，虽然这些由干细胞制造的肾脏结构只由数百个肾小球形成，但已经是一大研究突破。接下来，研究人员将致力于为这些肾脏结构的尿液建立出口通道，模拟肾脏疾病进行相关疗法的开发。

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Generation of functioning nephrons by implanting human pluripotent stem cell-derived kidney progenitors.

Human pluripotent stem cells (hPSCs) hold great promise for understanding kidney development and disease. We reproducibly differentiated three genetically distinct wild-type hPSC lines to kidney precursors that underwent rudimentary morphogenesis in vitro. They expressed nephron and collecting duct lineage marker genes, several of which are mutated in human kidney disease. Lentiviral-transduced hPSCs expressing reporter genes differentiated similarly to controls in vitro. Kidney progenitors were subcutaneously implanted into immunodeficient mice. By 12 weeks, they formed organ-like masses detectable by bioluminescence imaging. Implants included perfused glomeruli containing human capillaries, podocytes with regions of mature basement membrane, and mesangial cells. After intravenous injection of fluorescent low-molecular-weight dextran, signal was detected in tubules, demonstrating uptake from glomerular filtrate. Thus, we have developed methods to trace hPSC-derived kidney precursors that formed functioning nephrons in vivo. These advances beyond in vitro culture are critical steps toward using hPSCs to model and treat kidney diseases.