芯片肾脏肾病与尿毒症透析患者的福音!何时真正造福人类

周逊 肾内科主任医师

日前，《自然·通信》杂志发表了一项在肾病领域具有里程碑意义的研究成果：美国科学家展示的一种体外肾脏模型，具有与真正肾脏几乎相同的功能，它有望改变慢性肾脏病等疾病的研究过程。这是美国洛杉矶儿童医院开发的肾脏新模型，以一种允许形成天然肾小球滤过屏障的方式培养健康的肾细胞，如同在人体内一样。肾小球模型的功能与真正的肾脏几乎相同。研究人员称此模型为芯片肾脏 。

早在3年前，美国范德堡大学的研究人员就用微芯片滤膜和活的肾脏细胞创造一种可植入的人工肾脏，它能将身体产生的废物过滤出去。从而有希望让尿毒症患者彻底摆脱透析。该校医学中心肾病学家创造一种生物混合设备，能模拟肾脏清除毒素功能，让病人不再需要透析，目标是将设备做得足够小并可植入患者体内。这一设备的关键是硅纳米技术微芯片，非常精密，可作为理想的肾小球过滤膜。该装置约包含15个芯片并层层叠起来。

而在这此后，来自大连医科大学附属第一医院的发明人林洪丽等（来源于国家知识产权局，申请号：201821016635.0；公开号：CN208472114U；专利类型：实用新型专利）也研发了一种仿生芯片肾脏，其特征在于：所述仿生芯片肾脏包括下亚克力板，上方依次设置有盖玻片、下PDMS片、上PDMS片和上亚克力板。而在下PDMS片上开设有开口方向向上的肾小球足细胞培养室 ，在上PDMS片上开设有开口方向向下的肾小球内皮细胞培养室 ，肾小球足细胞培养室与肾小球内皮细胞培养室的横断面为等径的圆形，且二者的开口相对，同时在两个培养室之间还设置有多孔聚碳酸酯膜层。

而日前美国的这项芯片肾脏的研究模型被称作为“芯片上的肾小球”，研究人员在细胞的一侧添加液体，在另一侧收集“肾小球”过滤后的滤液。在实验中，当他们添加了健康个体的血清。在不使用人造过滤器的情况下，体外肾小球表现出人类肾脏的功能：蛋白质保留在血清中，而较小的分子进入滤液。在实验中，当添加慢性肾脏病患者的血清时，研究人员发现，体外肾小球模型在临床上表现出相同类型的损伤：蛋白质开始通过受损过滤器泄漏。在过滤液中测得的蛋白质水平匹配患者的临床滤液样品，相关性达90%左右。

研究人员表示，该芯片肾脏模型代表了目前体外肾脏研究标准的重大飞跃，为研究慢性肾脏病损伤的分子机制、更重要的是为如何预防损伤打开了大门。该模型还可用于在人体临床试验之前筛选新药。

或许在不久的将来，该芯片肾脏可造福于肾病与尿毒症透析患者，但仍需等待。随着研究的深入与技术的成熟，咱们肾病与尿毒症患者终将告别过去，迎接更加美好的未来。

文章来源于《肾为先》微信公众号

“芯片上的肾小球”功能可媲美真正肾脏

科技日报纽约8月13日电 （记者冯卫东）肾脏不断地过滤血液并清除体内毒素，而慢性肾病的病症特点在于执行该基本功能的能力降低。《自然⋅通信》杂志近日发表了一项具有里程碑意义的研究：美国科学家展示的一种体外肾脏模型，具有与真正的肾脏几乎相同的功能，有望改变慢性肾病等疾病的研究过程。

肾脏含有称为肾小球的特殊结构。每个肾小球是一个过滤屏障，由两层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则保留在血液中。

肾脏研究领域的一大挑战就是在体外复制肾小球。使用标准技术在实验室中很难重建肾小球过滤屏障。大多数已发表的研究在两个细胞层之间使用人造膜，虽可交换液体，但细胞不能以与生物学相同的方式穿过该膜，这导致模型无法真正过滤。

当前实验中缺少的关键组件是具有选择性的过滤器，允许适当的细胞间通信。洛杉矶儿童医院开发的新模型以一种允许形成天然肾小球屏障的方式培养健康的肾细胞，就像在体内一样。肾小球模型的功能与真正的肾脏几乎相同。研究人员称，这种完全来自健康人体肾脏组织的模型为“芯片上的肾小球”。

研究人员在细胞的一侧添加液体，在另一侧收集“肾小球”过滤后的滤液。在实验中，他们添加了健康个体的血清。在不使用人造过滤器的情况下，体外肾小球表现出人类肾脏的功能：蛋白质保留在血清中，而较小的分子进入滤液。

当添加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表现出相同类型的损伤：蛋白质开始通过受损过滤器泄漏。在滤液中测得的蛋白质水平匹配患者的临床滤液样品，相关性达90%左右。

研究人员表示，该模型代表了目前体外肾脏研究标准的重大飞跃，为研究慢性肾病损伤的分子机制、更重要的是如何预防损伤打开了大门。该模型还可用于在人体临床试验之前筛选新药。

相关问答

建议，必须做羊穿基因芯片和外显子!!!不要侥幸心理_宝宝树

这个情况确实没看到过的,毕竟每个人身体都是不一样的,所有问题的发生都是需要做进一步检查

现代有什么好的发明?

如今的航天业正在迅速发展。自2011年以来,美国有600多家公司进入航天业,私人投资飙升至近10亿美元,创下了新纪录。如今,有很多私营企业纷纷投入到太空...

长期在无尘芯片封装测试车间上班身体会出问

[回答]您好,您的情况是职业病的可能。,因为您的情况是接触大量的腐蚀性气体及酸性的气体,是可以导致您的肺部出现纤维化等病变的,建议你注意加强职业保护...

在湖南，各学科重点资助领域和研究方向是什么?-红网问答

(一)数理科学:数学主要资助方向:(代数)表示论与量子群与非交换几何;神经网络与动力系统研究;环与代数;大数据环境下的概念格分布式构造方法研究;理...

目前医学上人体都有哪些部位可以安装人工器官?

目前心脏、肾脏、肝脏都可以利用“人造器官”,但都是作为临时的保命手段,以等待获得配型合适的捐献器官,如果要保证患者有较高的生活质量,最好还是用人类器官...

23周胎儿双肾盂出现扩张_千问健康

左肾盂扩张1.1cm右肾盂扩张1.4cm膀胱大小1.0*0.5羊水深度5.1cm胎儿23周曾经治疗情况和效果:未治疗想得到怎样的帮助:病情是否严重,该如何处理

大家怎么看待克隆技术，比如，器官衰竭了克隆一个换上，这样就可以长生不老?

小孙觉得,有了克隆技术并不一定可以实现长生不老。小孙把克隆技术和器官移植两个概念分开来分享一下自己的观点。器官移植不可能实现长生不老。首先长生不老...

唯科A10到底怎么样?

不请自来,不要介意,A12比A11CPU提升15%GPU提升50%.GPU的提升就是在图像渲染方面提升了,从而带动游戏画面,画质,看视频电影的画质,CPU提升15%日常使...不请...

人类未来可不可以安装人造人脑?

感谢邀请人类未来可不可以安装人造大脑?我想这个问题是很有争议的。跟据现在人类科技的发展速度,我们可以发现,只要人类想不到的,没有人类做不到的。高度发...

养肝护肝茶，效果好不好_千问健康

我不知道是不是因为喝酒的原因,现在就是肝脏功能异常,不知道是不是可以喝一些养肝护肝茶呢,很担心,不知道现在什么药物可以缓解治疗呢,很担心,怎么办好