新创肾脏再生与干细胞

摘要

最近的研究报道了动员和激活损伤肾脏内的内源性干细胞或引入外源性干细胞进行组织修复的技术。尽管最近肾再生治疗有许多优势，慢性肾脏疾病(CKD)仍然是发病率和死亡率的主要原因，并且CKD患者的数量一直在增加。当肾脏的复杂结构被终末期肾病(ESRD)完全破坏时，传统的基于干细胞的治疗无法完全再生受损组织。这表明，全器官再生可能是一种有希望的治疗方法，以缓解患者的未治愈CKD。在此，我们总结了干细胞治疗损伤组织修复的潜力德诺维整个肾脏再生。此外，我们描述了必须克服的障碍和这种方法在肾再生中的应用。

1.介绍

肾脏是由多种不同类型的细胞组成的复杂组织，包括肾小球足细胞、内皮细胞、系膜细胞、间质细胞、管状上皮细胞和连接管细胞。这些类型的细胞相互作用，以建立一个精确的细胞环境，作为一个有效的组织。的德诺维由于肾脏复杂的解剖结构，肾脏的重建比许多其他组织的再生更加困难。近年来，再生医学取得了显著进展，各种团体报道多能干细胞/祖细胞有能力再生受损的肾组织，并在实验模型中改善肾功能。然而，以细胞为基础的治疗，如干细胞注射用于组织修复，对于终末期慢性肾脏疾病(CKD)是无效的，这是由于肾脏的复杂结构，包括其支架发生了损伤，因此被称为终末期肾病(ESRD)。目前，CKD是世界范围内一种严重的疾病，因其心血管风险增加，死亡率高。终末期ESRD需要肾替代治疗，由于供体器官短缺，ESRD患者数量持续增加。因此，目前日本有29万名ESRD患者正在接受透析治疗。

为了解决这一日益严重的临床问题，我们用间充质干细胞(MSCs)进行了部分肾脏重建，试图再生一个完整的功能人类肾脏。此外，我们还研究了动物全肾的再生。几乎所有这些研究都使用了多能干细胞和一种人造材料，囊胚或后肾作为干细胞的支架。在这里，我们讨论了干细胞的用途，包括胚胎干细胞(ES)细胞，诱导多能干细胞(iPS)细胞，间充质干细胞，和肾干细胞/祖细胞，治疗受损肾组织。此外，我们讨论了目前的优势德诺维全肾再生和在临床使用前必须克服的障碍。

2.胚胎干细胞

最早的胚胎干细胞起源于1983年囊胚期小鼠胚胎的内细胞团[1］.这些ES细胞是多能的，具有自我更新的能力，并且可以分化为几种细胞类型的中胚层，内胚层和周尖谱系[1］.因此，它们具有用作肾再生治疗的有效工具。第一个人类ES Cell系列由1998年的汤森及其同事建立[2]，后来人们发现人类ES细胞系具有分化能力在体外进入extraembryonic和somic细胞谱系[3.］.如果用八个生长因子的混合物培养人ES细胞（碱性成纤维细胞生长因子（BFGF），转化生长因子β1（TGF-β1)、激活素a、骨形态发生蛋白4 (BMP-4)、肝细胞生长因子(HGF)、表皮生长因子(EGF)、β- 生长因子（β-NGF)和视黄酸)，它们将分化为表达WT-1和肾素的细胞[4.］.此外，已有研究表明，稳定转染Wnt4的小鼠ES细胞在HGF和激活素a的存在下培养，可分化为表达水通道蛋白-2的管状结构[5.］.显示LY294002，CCG1423和Janus相关酪氨酸激酶抑制剂1的组合，提高小鼠ES细胞分化到肾祖细胞和中间体中介胚层中的分化[6.］.Steenhard等人研究了一个离体培养系统，其中ES细胞被微量内注射到显影性MetoPrephros中，并培养这是为了确定ES细胞分化为肾细胞的能力。它们鉴定了肾上皮结构，该结构类似于效率接近50％和罕见场合的小管，在类似于肾小球簇的结构中观察到个体ES细胞[7.］.此外，当经视黄酸、激活素A和BMP-7处理的ES细胞被注射到正在发育的后肾细胞中时，它们几乎以100%的效率促进了管状上皮[8.］.在器官培养中，将表达短促(T)的ES细胞注射到发育的后肾细胞外植体中，可使其并入肾源区胚芽细胞中。单次注射入新生小鼠肾脏后，这些细胞以正常的形态和碱性磷酸酶和水通道蛋白1的极化融合到近端小管中[9.］.另一方面，我们最近报道在体外大鼠Metanephros猴ES和人IPS细胞的培养表现出畸胎瘤形成[10.］.在考虑使用人类胚胎干细胞的治疗方法时，出现了两个主要问题。一个是使用捐赠的卵子建立胚胎干细胞的伦理问题，另一个是由于胚胎干细胞和患者之间的组织相容性抗原差异而产生的免疫排斥[11.］.总之，ES细胞是用于研究细胞发育机制的有价值的细胞源，但不适用于临床应用再生治疗。

3.诱导多能干细胞

Takahashi和Yamanaka已经报道了通过逆转录病毒转移转录因子Oct3/4, Sox2, Myc和Klf4的表达结构，从小鼠体细胞产生诱导多能干细胞(iPS) [12.］.类似地，IPS细胞已从几种哺乳动物（包括RAT）中建立了[13.那14.),兔(15.,猪16.那17.]，猴子[18.和人类[19.］.最近有报道称iPS细胞来自人类系膜细胞[20.),尿21.和管状细胞[22.］.事实上，可以在不转染KLF4的情况下建立IPS细胞[22.]和Myc，这是一种致癌因子[22.那23.］.这些数据表明，仅表达Oct3/4和Sox2可以降低与iPS细胞生成相关的致癌风险。因此，在不操纵生殖细胞的情况下，可以制备患者特异性的多能细胞，因为iPS细胞是多能的，可以从成年体细胞中产生。因此，使用iPS细胞不存在伦理问题，与胚胎干细胞相比，免疫排斥不应该是一个问题。尽管胚胎干细胞和诱导多能干细胞在肾脏组织再生能力上的差异尚未被阐明，但诱导多能多能干细胞可能为肾脏组织修复或器官再生提供细胞来源。自体iPS细胞在遗传性疾病小鼠模型中的治疗潜力已经被报道[24.］.因此，IPS细胞的产生可以为肾再生的新的自体干细胞疗法打开门。最近的一项研究表明，即使在一只同工小鼠中，IPS细胞的移植均匀诱导T细胞依赖性免疫应答[25.］.这些数据与将诱导多能干细胞用于再生医学的概念相矛盾，因此我们需要在诱导多能干细胞用于临床应用之前评估其适应症。

4.间充质干细胞（MSCs）

自2000年以来，骨髓源性干细胞(BMDCs)已被用于实验性肾脏疾病模型，因为它们具有分化为器官特异性细胞类型和再生肾脏若干部分的能力。多项研究表明，BMDCs治疗可改善几种受损肾组织:肾小管上皮细胞[26.那27.]髓细胞[28.-30.podocytes [31.那32.和内皮细胞[33.-35.］.BMDC治疗可以有助于慢性肾病进展期间肾纤维化的衰减[36.］.然而，供体BMDC迁移到肾脏是非常罕见的，他们的转分化能力是有限的。管理BMDCs的好处可能只来自注射细胞的旁分泌作用[37.那38.］.骨髓包括造血干细胞（HSCs），MSC和内皮祖细胞，并提出了使用所选BMDC的BMDS群体[39.那40］.骨髓间充质干细胞可修复急性肾功能衰竭患者的肾脏，改善肾功能。此外，一些研究表明MSCs来源于肾脏[41.]及脂肪组织[42.而不是骨髓是改善受损肾组织和功能的细胞来源。这些研究表明，bmdc来源的肾脏成分细胞的存在很可能是由于MSC群体，这是具有自我更新和多能分化能力的成体干细胞。MSCs还产生细胞因子，如血管内皮生长因子(VEGF)、HGF和胰岛素样生长因子-1 (IGF-1) [43.]抑制TGF的翻译活动 -β，这是导致肾纤维化的上皮间充质转换（EMT）的主要因素[44.]并导致CKD。这些体液因素采取了减少炎症和修复受损的肾组织。VEGF决定肾小球炎症，增强肾小球毛细管修复[45.，诱导内皮细胞增殖，防止管周毛细血管的丧失[46.］.HGF抑制上皮细胞死亡，并加速损伤肾组织的再生和重塑[47.］.MSCs分泌的IGF-1加速管状细胞增殖，并有助于受伤肾组织的功能和修复[48.］.从MSC的培养物中获得的条件培养基诱导肾来源的上皮细胞的迁移和增殖并降低近端小管细胞死亡[49.］.这些研究表明，与间充质干细胞治疗相关的肾功能改善最有可能是由间充质干细胞分泌的作用于受损组织的体液因子引起的。

最近，间充质干细胞已被用于急性肾损伤模型和CKD的治疗[50.那51.]，糖尿病肾病（DN）[52.-55.，以及慢性同种异体肾病模型[56.］.MSC治疗还降低了大鼠残余肾模型中的肾纤维化和改善肾功能[50.］.在MSC治疗的CKD大鼠中，血清中所有细胞因子的水平降低，这表明MSCs治疗确实可以调节慢性肾病中的炎症反应并抑制肾重塑。以相同的方式，注射的MSCs调节免疫应答，导致肾小球组织修复的加速度和DN模型大鼠肾功能的改善[52.-55.］.也有观察发现，肾移植后11周注射MSCs可防止间质纤维化[56.］.这些数据表明，MSCs移植可以抑制DN和CKD的进展，并改善两种动物和人类的同种异体移植肾功能。相比之下，MSCs可能与肾小球硬化症伴有的肾小球脂肪细胞进行了异常[57.]因此调用了慢性肾小球疾病的长期MSC治疗的益处[58.］.此外，最近的报告表明，外部干细胞的给药在临床环境中具有额外的风险[59.那60.］.

noh等。据报道尿毒症在动物模型中诱导骨髓衍生的MSC的功能性无能[61.］.尿毒症间充质干细胞VEGF、VEGF受体1和基质细胞衍生因子(SDF)-1表达降低α例如，细胞衰老增加，增殖减少，对VEGF和SDF-1反应的迁移缺陷α和管形成在体外[61.］.本研究表明，来自CKD患者的MSCs可能是不合适的再生治疗的细胞来源。需要进一步的研究来评估和解决与再生治疗相关的问题，以便安全有效地使用MSC进行肾脏再生。

5.肾干细胞/祖细胞

成体茎/祖细胞已从许多成虫器官中分离出具有克隆源性的，自我更新能力，并将产生原始组织的末端分化细胞。肾茎/祖细胞存在于成人肾脏中，位于特定位置，例如肾乳头[62.，管状上皮细胞[63.]鲍曼的胶囊[64.，近端小管S3段[65.那66.］.

在成人肾脏中肾干/祖细胞的功能作用的研究中，已经采用了许多不同的方法[67］.在成人肾脏存在肾脏干细胞存在的证据依赖于溴酰基尿苷（BRDU），特异性细胞表面标记的细胞阳性的存在，例如CD133和CD24，或侧群（SP）表型。第一种方法利用BRDU的短脉冲施用，然后是长脉冲周期。对其的基础是基于器官特异性成年干细胞的特征性慢速循环时间[68-70］.干细胞将Brdu掺入它们的DNA并保留该标签以使得能够延长一段时间[71那72］.在正常的大鼠肾脏中，可以在乳头中检测到保留BrdU标记的细胞[62.]，以及近端，远端和收集小管[63.］.这些细胞在肾损伤时增殖并分化为成纤维细胞[73]、近端小管和集管细胞以及管状结构在体外[74］.虽然更有可能代表干细胞，但不建立这些细胞的克隆因性[75］.

研究肾茎/祖细胞的另一种方法是基于干细胞特异性表面标志物的分析。据报道，最近的研究是CD133的群体⁺/ CD24⁺podocalyxin (PDX)位于鲍曼包膜的尿极。这是人类肾脏中唯一与肾小管细胞和肾小球足细胞相连的部位[58.那64.那76-78］.Clonally-expanded CD133⁺/ CD24⁺/ pdx.^-祖细胞具有多能性，可分化为足细胞和管状细胞在体外[76］.在用急性肾衰竭后注射小鼠后，该群群还有助于对小鼠进行多胞细胞和管状细胞的再生[58.那76］.

侧面种群（SP）表型的分析已被采用另一种方法，以鉴定分馏全肾的肾脏干细胞。术语SP用于描述通过使用诸如Hoechst 33342和罗丹明123的染料分离的HSC，因为HSC具有排出这些染料的能力。具有相同流出曲线的细胞还可以是与器官特异性干细胞的相同器官的SP表型和函数[75］.据报道，SP细胞存在于成年啮齿动物的肾脏中[79-82]，成人肾脏SP细胞呈多系分化体外。注射成人肾脏SP细胞可减少肾损伤，但无明显小管整合[82那83］.这些数据表明，体液因素对肾损伤的改善可能是重要的。然而，仍然尚不清楚肾脏衍生的SP细胞是否实际上是肾脏干细胞，因为它们的自我更新能力尚未成立[75］.

Lindgren等。最近证明，醛脱氢酶（ALDH）活性可用作分离具有来自成年人肾组织的祖细胞的细胞[66.］.通过荧光活化细胞分选(FACS)分离出具有高ALDH活性的初级肾皮质细胞，并表达CD24和CD133，这是之前描述的鲍曼氏囊肾祖细胞的标记物。对这些细胞的功能和生物信息学分析表明，它们具有强大的表型，可以增加对急性肾损伤的抵抗力，并提示这些细胞可能在损伤后引领肾小管的再增殖。

关于在再生治疗中使用肾干/祖细胞的一些问题仍有待回答。这包括内源性肾干细胞是否能被有效识别，它们是否能被扩展在体外再被送往一个受损的肾脏。肾干细胞只占成人肾脏细胞的0.1% [75那82］.因此，在最近的这些报道中，全肾分离是必要的，以产生足够的肾干/祖细胞。肾外干细胞分化的肾干/祖细胞，如MSCs, ES和iPS细胞可能是肾修复的细胞来源。然而，目前还没有一种可靠的诱导肾外干细胞向肾祖细胞分化的方法。

6.其他干细胞

最近的研究报道了多系分化耐压(Muse)细胞从人真皮成纤维细胞中分离出来。缪斯细胞具有耐受性、多能性标记表达、自我更新等特点。此外，它们有能力从单个细胞分化在体外和在活的有机体内进入内胚层、中胚层和外胚层细胞[84］.缪斯细胞也有可能再生受损的肾结构，需要进一步研究其在再生治疗中的应用。

7.新创器官再生

7.1。使用生物工程脚手架的器官再生

生物材料工程的发展已经产生了生物工程支架，以促进移植细胞的分化。结合人工支架和干细胞的组织工程策略已被应用于肾脏再生。Lanza等人最初报道使用一种特殊的聚合物管作为人工支架生成组织相容的功能性肾脏[85］.它们使用了一种核移植技术，其中从成年牛中分离的真皮成纤维细胞被转移到原核牛卵母细胞中，然后非术语转移到孕激素同步受体中。使用胶原酶消化来自胚胎的Metanephroi，并且细胞膨胀在体外直到产生所需的数量。然后将细胞接种到专用聚合物管上，植入与克隆细胞的相同牛。用克隆的Metophric细胞接种的这种肾脏装置似乎产生尿液状液体。组织学分析表明，该装置具有良好分化的肾脏结构。这包括有组织的肾小球状，管状和血管元素，其彼此明显不同，但在结构内是连续的。肾脏状结构似乎以单向方式与储存器一体地连接，导致尿液排泄到收集系统中。本研究确定生物工程组织支架是肾再生的潜在工具。

7.2。用脱细胞尸体支架进行器官再生

最近的研究报道脱细胞器官可以用作人工支架。脱细胞过程保留了原始微血管网络的结构和功能特征。Ott等人展示了使用脱细胞尸体心脏作为人工支架成功开发出一种功能性人工大鼠心脏[86］.通过冠状动脉灌注与洗涤剂中的冠状动脉灌注制备了完整的三维几何和脉管系统的全心脏支架。然后通过新生儿心脏细胞或大鼠主动脉内皮细胞进行殖民，并在生理条件下培养以促进器官发展[86］.注入的新生心肌细胞产生了可收缩心肌，实现了中风的功能。

还研究了尸体支架，分别使用成熟的肝细胞和肺泡上皮细胞进行可移植的肝细胞和肺部87那88］.在移植后移植的移植物后，它们分别成功用作肝细胞和煤气交换剂。这种类型的方法是对具有简单架构的再生器官有前途。

基于一系列研究，Ross等人使用脱细胞尸体肾支架成功再生了整个肾脏[89］.在完整大鼠肾脏的脱桨后，将小鼠ES细胞注射到肾动脉中，在那里它们在脉管系统，肾小球和小管中局部化。免疫组织化学分析表明，注射的ES细胞失去了胚胎外观，并已发展成为成熟的肾细胞。使用灵长类动物的肾脏支持这种方法[90]，但再生的灵长类肾脏没有足够的肾功能产生尿液和促红细胞生成素(Epo)。因此，采用这种方法重建全功能肾脏可能比较困难。

8.新创使用胚泡互补器官再生

最近，利用种间囊胚注射iPS细胞的胰腺再生取得了重大进展[91］.将大鼠iPS细胞注入Pdx1^−−/（胰胰酶发生）小鼠胚泡，新生大鼠/小鼠嵌合体具有几乎完全来自大鼠IPS细胞的胰腺。该结果表明，当提供器官的空发育性NichE时，IPS细胞衍生的细胞后代可以损失那个利基并且可以发展成Niche的缺失的内容物。实际上，即使胚泡互补衍生自不同物种，它们也可以形成几乎完全由供体IPS细胞分化的细胞组成的复杂器官。

Espejel等人。产生的嵌合小鼠，其中所有肝细胞源自来自胚泡水解酶缺乏的胚泡的IPS细胞[92］.当小鼠达到成年时，整个肝脏由IPS细胞衍生的肝细胞组成。IPS细胞具有分化成完全成熟的肝细胞的内在能力，该肝细胞提供全肝功能。IPS细胞衍生的肝细胞也复制了正常肝细胞的独特增殖能力。

这种胚泡互补系统最近应用于整个肾重建[93］.将鼠IPS细胞注入来自小鼠的胚泡中，所述小鼠并未表达诸如肾发育至关重要的SAL样1（SALL1）锌 - 手指核因子的小鼠。新生儿的小鼠具有几乎完全被注射IPS细胞衍生的肾脏。虽然这是一个有吸引力的系统，但它不适用于临床使用，因为不可能产生血管和神经系统。此外，再生肾的免疫组织化学分析表明，包括肾节段性，叶片，白叶，弧形，弓形虫和角间动脉的肾血管系统是源自宿主细胞和供体IPS细胞的嵌合结构[94］.当将大鼠iPS细胞注射到没有sall1的小鼠胚泡中时，它们在小鼠体内没有产生大鼠肾脏。这说明小鼠中参与间充质和输尿管芽相互作用的关键分子与大鼠中不发生交叉反应。因此，为了利用异种胚泡产生异种器官，必须产生一种宿主动物品系，该品系缺乏所有有助于肾脏的系谱[93］.目前，操纵含有诱导多能干细胞的异质胚泡所涉及的最重要的伦理问题仍未解决。此外，虽然在动物体内产生种间嵌合体相当困难，但囊胚互补似乎是最有希望的肾脏再生策略之一。

9.新创使用生长Xenoembryos的metanephros器官再生

胚胎Metanephros是成人哺乳动物肾的原始原始，代表可移植人工肾的源泉[95-99］.后肾移植到宿主的肾皮质或大网膜继续发育和扩大。宿主动物分化后肾具有血管化的肾小球和成熟的近端小管并产生尿液[95那96］.完整的输尿管造口术后，移植后肾的无肾大鼠寿命延长[96］.移植的metanephros也是代谢功能的，并产生EPO和肾素，以及升高宿主动物的血压[One hundred.那101］.此外，将猪后肾移植到经共刺激阻断治疗的小鼠大网膜中[97]或在免疫缺陷小鼠的肾胶囊下移植[98，也分化为功能性肾元。在移植组织产生的囊液中尿素氮和肌酐的水平高于移植小鼠血清[98］.这表明metanephros是可移植再生肾的潜在来源，以解决肾移植器官的短缺。

我们试图使用发展的杂体胚作为器官工厂来再生整个功能性肾脏。我们试图通过将干细胞应用于有机组织的利基来使用所述胚胎的这种机制。在Metanephros的开发期间，Metanephric间充质（mm）最初从肾细绳的尾部形成[102]，分泌胶质细胞系来源的神经营养因子(GDNF)，诱导附近的沃尔夫管产生输尿管芽[103］.因此，我们将GDNF表达的人体MSC（HMSCs）微量地注射到萌芽部位。受体胚胎在整个胚胎培养系统中生长，形成的Metanephros在器官文化中开发[104那105］.还可以使用热可逆GDNF聚合物进行无病毒操作[106］.供体hMSCs被发现整合到发育不全的后肾细胞中，并在形态上分化为管状上皮细胞、间质细胞和肾小球上皮细胞[104］.这些数据表明，在胚胎生长过程中使用外源性的发育过程可以使内源性的hMSCs进行上皮转化，并发育成包括肾小球上皮细胞和管状上皮细胞在内的协调的肾元。在肾脏发育后，hMSCs也可分化为肾间质[104］.

然后我们检查了“新肾”是否有尿液产生，这对成功是非常重要的德诺维肾再生。尿液的产生需要新的肾脏有合适的受体血管系统。因此，我们将后肾移植到大网膜中，以使受体的血管整合形成一个功能性肾元。因此，产生了一种hmsc衍生的新肾，它包含一个人类肾元和来自宿主的脉管系统[105那107］.此外，Neokidney产生的尿液显示出更高浓度的尿素氮和肌酐，而不是受体的血清。这表明在Omentum中开发的Neokidney能够通过过滤受体的血液来产生尿液[107］.此外，通过宿主动物诱导贫血诱导的HMSC衍生的Neokidney的人EPO，表明该系统保留了EPO水平的正常生理调节[108］.

我们目前发展的系统可能无法重建输尿管芽的衍生物。因此，我们试图确定间充质干细胞是否可以通过鸡胚分化为输尿管芽祖细胞。表达Pax2的hMSCs被注射到鸡输尿管芽祖区，它们随着延长的沃尔夫管尾部迁移[109］.hMSCs被整合到Wolffian管上皮细胞中，然后表达LIM1，表明它们在局部异种信号的影响下可以分化为Wolffian管细胞[109］.这些结果表明可以通过在合适的时间和地点移植到MM和输尿管芽的再生衍生物的地点来重建整个肾脏。

我们最近报道了异种翻转的Metanephros为内源性MSC分化提供了一种基础，进入EPO制剂组织[110.］.异种移植后肾，从大鼠到小鼠，类似地从猪到猫，表达宿主动物来源的Epo，通过使用物种特异性引物和序列分析显示。这表明有宿主细胞的募集和Epo的产生。epoc产生细胞与整合血管不分化，因为它们不共表达内皮标记物。相反，Epo产生细胞来自循环的宿主细胞，在移植的嵌合小鼠中，在Epo启动子控制下，表达EGFP的转基因小鼠骨髓中，绿色荧光蛋白(EGFP)的表达增强。这些结果表明，异种移植后肾供体细胞的迁移和分化可能是一致的。将人骨髓间充质干细胞和内皮祖细胞注射到NOD/SCID小鼠体内，鉴定产生epos的细胞为MSCs。此外，使用转基因ER-E2F1自杀诱导小鼠的后肾，可以消除异种组织成分，留下自体产生环氧组织。我们的发现可能减轻长期免疫抑制的副作用，并有助于减轻伦理担忧。这些数据表明，异种骨髓细胞可以为宿主骨髓细胞分化为产生上皮细胞的组织提供生态位，并可以利用命运控制动物将其重建为完全由宿主细胞组成的组织。

10.在体外没有支架的肾脏再生

许多研究组正在研究多能干细胞是否可以区分成肾结构而没有任何外部支架。ES或IPS细胞已被分化为成年器官的成熟细胞类型，例如胰腺[111.那112.]， 肝脏 [113.那114.和肠[115.通过使用模拟胚胎发育机制的逐步方案。为了再生胰岛素的细胞，ES [111.]或IPS细胞[112.]首先分化为终末内胚层，然后是前肠内胚层，接着是胰腺祖细胞，最后是表达胰岛素的内分泌细胞。另一方面，最近的研究表明，三维腺垂体的自主形成[116.]及视光帽[117.多能ES细胞骨料培养中的结构。Osafune等。以前建立了来自MM高表达SALL1的单个电池，可以形成菌落并重建由肾小球和肾小管组成的三维肾结构[118.］.最近的研究还建立了一种新的方法，其中将胚胎肾脏分离成单细胞悬浮液，然后重新聚集以形成有机型肾构建[119.］.这些研究表明，通过逐步分化的方法，从多能干细胞建立一个完整的肾脏的可能性。这将涉及首先引导多能干细胞形成中胚层，然后是肾祖细胞[11.］.因此，三维肾脏结构也可以从这些多能干细胞发展在体外．

参与胚胎肾脏发育的信号尚未被完全揭示，诱导iPS细胞分化为肾脏细胞所需的技术目前仍不确定。此外，再生肾和受体之间的肾血管系统重建的途径尚不清楚。因此，这一领域需要更多的研究，干细胞生物学的进一步发展将使新的治疗策略的治疗肾脏疾病成为可能。

11.结论

我们已经总结了肾再生治疗的最近进展，包括干细胞治疗受损肾组织并再生整个器官的潜力德诺维．此时，利用干细胞/祖细胞进行再生治疗既有优点也有缺点。尽管胚胎干细胞具有多能性，但在生产胚胎干细胞的过程中操纵生殖细胞存在伦理问题。同样，iPS细胞是多能的，但逆转录病毒转导的使用和我们对其作用的有限了解阻碍了iPS细胞的临床潜力。肾干/祖细胞在肾脏再生中的使用受到其生长和分化潜力的限制以及其低患病率的限制。因此，肾干/祖细胞似乎不适合整个肾脏的再生。相比之下，间充质干细胞很容易获得，特别是从脂肪中获得，不需要技术操作。然而，来自CKD患者的间充质干细胞可能不适合再生治疗，因为尿毒症导致间充质干细胞功能不全。另一方面，最近有新的发现反对这一观点[120.］.测定细胞最佳源德诺维肾脏再生仍然是一个重要的目标。

另一方面，我们努力再生德诺维利用异种胚胎成功构建了一个完整的功能肾，并成功地研究了从hMSCs中获得的部分功能肾，因为有必要德诺维为ESRD患者开发一个完整的功能器官。基于这一成功，我们目前正在研究猪是否适合我们的系统，因为猪的肾脏几乎和人的肾脏一样大[98］.尽管使用异种动物(如异种脱细胞尸体器官、异种母细胞囊肿和异种胚胎)进行肾脏再生是一种有前途的策略，但伦理问题仍然存在争议。但是，我们希望这个系统在大型动物身上可以促进更大更适合人类使用的器官的发展，并努力解决器官捐献者短缺的问题。

承认

这项工作得到了日本教育，文化，体育，科学技术部的批准。

参考

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