基于成體組織干細(xì)胞（前體細(xì)胞）移植的再生醫(yī)學(xué)新技術(shù)有望為臨床上治療急慢性腎臟疾病帶來新的思路。

     急慢性腎臟疾病導(dǎo)致的腎功能衰竭嚴(yán)重威脅人類健康，困擾著全國(guó)近1.5億腎病患者。傳統(tǒng)的藥物治療和透析治療難以逆轉(zhuǎn)腎臟結(jié)構(gòu)的損傷和腎功能的持續(xù)下降，部分患者可進(jìn)展為終末期腎?。ㄋ追Q“尿毒癥”），對(duì)生命造成嚴(yán)重威脅。目前除了復(fù)雜的腎臟移植手術(shù)外，尚缺乏可靠的藥物用于治療此類疾病。全世界的科學(xué)家們一直在開發(fā)基于成體干細(xì)胞（前體細(xì)胞）移植的腎臟再生醫(yī)學(xué)新技術(shù)，希望利用先進(jìn)的細(xì)胞治療技術(shù)帶來新的突破。

     近日，同濟(jì)大學(xué)醫(yī)學(xué)院左為教授與解放軍總醫(yī)院腎臟病醫(yī)學(xué)部陳香美院士、蔡廣研教授團(tuán)隊(duì)合作，在《蛋白質(zhì)與細(xì)胞》（Protein& Cell）期刊上在線發(fā)表了題為“Single-cell RNA-Seq analysis identified kidney progenitorcells from human urine”的論文。該項(xiàng)工作首次系統(tǒng)地繪制了尿液?jiǎn)渭?xì)胞圖譜，并從中鑒定得到SOX9+腎前體細(xì)胞。這群來源于腎小管上皮層的前體細(xì)胞能夠從健康人和慢性腎病患者的尿液中分離并在短時(shí)間內(nèi)上億倍擴(kuò)增。團(tuán)隊(duì)把擴(kuò)增的人類細(xì)胞移植到小鼠腎內(nèi)，成功構(gòu)建出“人-鼠嵌合腎”，成功重建了腎小管結(jié)構(gòu)，改善了腎臟功能。

    為了研究人尿液中各種細(xì)胞類型組成和作用，研究團(tuán)隊(duì)首先采集了健康成年人尿液進(jìn)行單細(xì)胞測(cè)序分析，最終利用單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)從尿液中鑒定到了7種細(xì)胞類群，包括4種不同類型的免疫細(xì)胞群體和3種泌尿系統(tǒng)來源的上皮細(xì)胞群體。進(jìn)一步研究結(jié)果顯示：尿液細(xì)胞群體中有約1.9%的SOX9+細(xì)胞，這群細(xì)胞主要來源于腎小管。通過擬時(shí)序分析研究細(xì)胞軌跡，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)這群SOX9+細(xì)胞可能是尿液中存在的具有自我更新和分化潛能的腎前體細(xì)胞。

   尿液?jiǎn)渭?xì)胞圖譜及尿液中腎前體細(xì)胞的分離培養(yǎng)

      隨后，研究團(tuán)隊(duì)利用他們開發(fā)的成體上皮干細(xì)胞培養(yǎng)體系（R-Clone），成功地從健康人和慢性腎病患者的尿液中分離并長(zhǎng)期培養(yǎng)了上述SOX9+腎前體細(xì)胞。僅需一個(gè)成年人單次的尿液（約50~200mL），即可從中分離到不超過10個(gè)腎前體細(xì)胞，而這些細(xì)胞可在一個(gè)月內(nèi)被迅速擴(kuò)增上億倍。這群細(xì)胞具有自我更新能力，最長(zhǎng)可在體外培養(yǎng)6個(gè)月、傳代25次以上的條件下保持其基因組的穩(wěn)定性。轉(zhuǎn)錄組分析測(cè)序證實(shí)分離到的SOX9+腎前體細(xì)胞能夠高表達(dá)多種干細(xì)胞特征基因，而不表達(dá)成熟的腎小管和腎小球上皮特征基因。

      特別值得一提的是，研究團(tuán)隊(duì)把這些培養(yǎng)的人類細(xì)胞進(jìn)行綠色熒光蛋白標(biāo)記后，移植到腎損傷小鼠的腎臟中。14天后，在小鼠腎內(nèi)觀察到大面積熒光人源細(xì)胞整合，成功構(gòu)建出了“人-鼠嵌合腎”。這些熒光細(xì)胞在損傷的區(qū)域形成了類腎小管的管狀腔體結(jié)構(gòu)，且表達(dá)不同分段的腎小管特征基因，如PAX8、ATP1A1、SLC22A6和UMOD等。對(duì)于接受了細(xì)胞移植的腎損傷小鼠，研究人員用帶有紅色熒光標(biāo)記的小分子葡聚糖經(jīng)靜脈注射到其血液循環(huán)中，發(fā)現(xiàn)這種葡聚糖在GFP+人源腎小管結(jié)構(gòu)中聚集，這說明由移植的人源腎前體細(xì)胞分化形成的近端小管有功能性地與小鼠自身的腎小球過濾系統(tǒng)相連。

GFP+人源腎前體細(xì)胞腎內(nèi)移植構(gòu)建“人-鼠嵌合腎”，修復(fù)腎損傷

      論文共同通訊作者蔡廣研教授指出，該項(xiàng)研究最大的亮點(diǎn)在于其臨床轉(zhuǎn)化價(jià)值。一方面，尿液?jiǎn)渭?xì)胞圖譜的構(gòu)建將有助于今后開發(fā)無創(chuàng)的腎臟細(xì)胞學(xué)檢測(cè)技術(shù)，與當(dāng)下常用的腎臟活檢技術(shù)互為補(bǔ)充，為復(fù)雜腎臟疾病的診斷和靶向治療提供支持；另一方面，團(tuán)隊(duì)成功地在健康人和慢性腎病患者的尿液中鑒定、分離和長(zhǎng)期培養(yǎng)了具有腎再生潛能的腎前體細(xì)胞類群，解決了供體細(xì)胞的來源問題，并建立了腎內(nèi)細(xì)胞移植平臺(tái)技術(shù)，這一成果為腎臟的再生醫(yī)學(xué)療法帶來了新的希望。

     左為教授表示，在細(xì)胞治療產(chǎn)品開發(fā)方面，團(tuán)隊(duì)已對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)制備的工藝進(jìn)行了充分的工藝優(yōu)化和改進(jìn)，以確保其達(dá)到臨床可用的高品質(zhì)和穩(wěn)定性。目前已在上海張江科技城細(xì)胞產(chǎn)業(yè)園選定建設(shè)了新的基地，預(yù)計(jì)最快今年下半年能啟動(dòng)藥品級(jí)腎前體細(xì)胞的研發(fā)生產(chǎn)工作。下一步將與腎內(nèi)科、影像科及麻醉科等專業(yè)臨床團(tuán)隊(duì)深度合作，利用尿液來源的人自體腎前體細(xì)胞移植技術(shù)，對(duì)慢性腎臟病腎小管損傷的患者開展干細(xì)胞治療的探索性臨床研究。

      左為研究團(tuán)隊(duì)最大的特色是在干細(xì)胞領(lǐng)域具有從基礎(chǔ)研究到藥品研發(fā)的全鏈條轉(zhuǎn)化研究能力。在不遠(yuǎn)的將來，我們或許可以看到人類重大臟器的再生修復(fù)難題被科學(xué)家和醫(yī)師們一個(gè)接一個(gè)地攻克。