“芯片上的肾小球”功能相当于真正的肾脏

科技日报纽约8月13日电（记者冯卫东）肾脏持续过滤血液并清除体内毒素，而慢性肾脏疾病的特征是执行这一基本功能的能力降低。《自然通信》杂志最近发表了一项里程碑式的研究：一个由美国科学家证明的体外肾脏模型具有与真正的肾脏几乎相同的功能，并有望改变慢性肾脏疾病等疾病的研究过程。

肾脏包含一种叫做肾小球的特殊结构。每个肾小球是一个过滤屏障，由两个高度特化的细胞层和一个充当选择性过滤器的膜组成。当血液通过每个肾小球时，毒素和小分子可以通过，而蛋白质和其他重要成分留在血液中。

肾脏研究的主要挑战之一是在体外复制肾小球。用标准技术在实验室重建肾小球滤过屏障是困难的。大多数已发表的研究在两个细胞层之间使用人工膜。虽然液体可以交换，但细胞不能像生物一样通过细胞膜，这导致模型不能被真正过滤。

当前实验中缺少的关键组件是允许适当细胞间通信的选择性过滤器。洛杉矶儿童医院开发的新模型培养健康的肾细胞，这种方式允许形成天然的肾小球屏障，就像体内一样。肾小球模型的功能与真实肾脏几乎相同。研究人员称，该模型完全来自健康的人类肾脏组织，是“芯片上的肾小球”

研究人员在细胞的一侧加入液体，并从另一侧的“肾小球”收集滤液。在实验中，他们加入了健康个体的血清。在不使用人工过滤器的情况下，体外肾小球显示了人类肾脏的功能：蛋白质保留在血清中，而小分子进入滤液。

当添加来自慢性肾病患者的血清时，研究人员发现体外肾小球模型在临床上显示出相同类型的损伤：蛋白质开始通过受损的过滤器漏出。滤液中测得的蛋白质水平与患者的临床滤液样本相匹配，相关性达到90%左右。

研究人员表示，该模型代表了当前体外肾脏研究标准的重大飞跃，并为研究慢性肾脏疾病损伤的分子机制，更重要的是，如何预防损伤打开了大门。该模型也可用于在人类临床试验前筛选新药。