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科学家3D生物打印血管化近端小管模仿人体肾功能

发布时间: 2019-03-06

该团队的事不宜迟是进一步扩大这些3D打印模型,以用于制药应用。 “我们的系统可以筛选聚焦药物库的肾毒性,从而有助于减少动物实验,”该研究的行业配合者,罗氏翻新中心巴塞尔的首席科学家Annie Moisan博士说。

作为测试药物和模拟疾病的第一步,该团队通过循环高于畸形葡萄糖浓度的4倍,在他们的模型中勾引了“高血糖症”,一种典型的糖尿病高血糖症状和血管疾病的已知危险因素。近端小管隔室。 “我们发明高水平的葡萄糖转运到血管腔内的内皮细胞会导致细胞损害,”Wyss Institute和SEAS Lewis集团研究员Kimberly Homan博士说。 “通过使药物轮回通过特异性抑制近端小管上皮细胞中重要葡萄糖转运蛋白的小管,我们可以防止相邻血管内皮细胞产生这些有害变革。”

为了研究人体外肾脏重接收,Wyss Institute核心学院成员Jennifer Lewis,Sc.D与瑞士罗氏罗氏创新中心合作创建了一个3D生物打印血管化近端小管模型,其中可独破灌注的小管和血管在工程细胞外基质内彼此相邻打印。这项工作建立在团队早期报告的持续灌注的3D近端小管模型的基础上,该模型仍缺乏功能性血管隔室。该团队利用他们的下一代设备测量了葡萄糖从近端小管到血管的转运,以及高血糖的影响,这是一种与患者糖尿病相关的疾病。

“咱们在多少天内构建这些活体肾脏安装,它们能够坚持稳固和功效数月,”Neil Lin博士说,他是罗氏研究员和刘易斯团队的博士后研讨员。 “主要的是,这些3D血管化的近端小管表现出所需的上皮细胞跟内皮细胞状况和管腔构造,以及关键结构和转运蛋白的表白和正判断位,以及允许管状和血管隔室彼此通信的因子。 “

3D生物打印的血管化近端小管的免疫荧光染色,其中近端小管上皮标志物在近端小管通道中以绿色染色,并且血管内皮标记物在相邻血管通道中以红色染色。放大的横截面图示了两种不同的细胞类型在它们各自的通道中形成管腔可灌注结构。

他们的研究发表在美国国家迷信院院刊(PNAS)上。

为了使我们的身体畸形工作,肾脏在保持血液成分牢固方面起着至关重要的作用。为了实现这一目标,肾脏的大略一百万个过滤单元(肾小球)首先去除多余的水和废物,而后称为近端小管的特殊结构从新接受将其返回血流的“好”分子。只管近端小管的重吸收功能可能受到药物,化学物质或遗传跟血液传播疾病的影响,但咱们对这些影响如何发生的理解仍然有限。

“我们新的3D打印肾脏模型是一个令人愉快的进步,因为它更完整地概括了天然肾组织中发现的近端小管段,”刘易斯说。 “除了药物筛选和疾病模型的直接应用之外,我们还在探索这些生命装置是否可以用于增加肾透析。”目前,救生透析性能够过滤血液,但它们无奈从身材所需的良多功能中去除滤液中的宝贵营养物和其余物种,这可能导致特定的毛病和并发症。刘易斯和她的共事认为,3D生物打印的血管化小管可能会改进肾脏调换治疗。