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

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

     近日，同濟大學醫(yī)學院左為教授與解放軍總醫(yī)院腎臟病醫(yī)學部陳香美院士、蔡廣研教授團隊合作，在《蛋白質與細胞》（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。該項工作首次系統(tǒng)地繪制了尿液單細胞圖譜，并從中鑒定得到SOX9+腎前體細胞。這群來源于腎小管上皮層的前體細胞能夠從健康人和慢性腎病患者的尿液中分離并在短時間內上億倍擴增。團隊把擴增的人類細胞移植到小鼠腎內，成功構建出“人-鼠嵌合腎”，成功重建了腎小管結構，改善了腎臟功能。

    為了研究人尿液中各種細胞類型組成和作用，研究團隊首先采集了健康成年人尿液進行單細胞測序分析，最終利用單細胞測序技術從尿液中鑒定到了7種細胞類群，包括4種不同類型的免疫細胞群體和3種泌尿系統(tǒng)來源的上皮細胞群體。進一步研究結果顯示：尿液細胞群體中有約1.9%的SOX9+細胞，這群細胞主要來源于腎小管。通過擬時序分析研究細胞軌跡，研究團隊發(fā)現(xiàn)這群SOX9+細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胞。

   尿液單細胞圖譜及尿液中腎前體細胞的分離培養(yǎng)

      隨后，研究團隊利用他們開發(fā)的成體上皮干細胞培養(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期培養(yǎng)了上述SOX9+腎前體細胞。僅需一個成年人單次的尿液（約50~200mL），即可從中分離到不超過10個腎前體細胞，而這些細胞可在一個月內被迅速擴增上億倍。這群細胞具有自我更新能力，最長可在體外培養(yǎng)6個月、傳代25次以上的條件下保持其基因組的穩(wěn)定性。轉錄組分析測序證實分離到的SOX9+腎前體細胞能夠高表達多種干細胞特征基因，而不表達成熟的腎小管和腎小球上皮特征基因。

      特別值得一提的是，研究團隊把這些培養(yǎng)的人類細胞進行綠色熒光蛋白標記后，移植到腎損傷小鼠的腎臟中。14天后，在小鼠腎內觀察到大面積熒光人源細胞整合，成功構建出了“人-鼠嵌合腎”。這些熒光細胞在損傷的區(qū)域形成了類腎小管的管狀腔體結構，且表達不同分段的腎小管特征基因，如PAX8、ATP1A1、SLC22A6和UMOD等。對于接受了細胞移植的腎損傷小鼠，研究人員用帶有紅色熒光標記的小分子葡聚糖經靜脈注射到其血液循環(huán)中，發(fā)現(xiàn)這種葡聚糖在GFP+人源腎小管結構中聚集，這說明由移植的人源腎前體細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+人源腎前體細胞腎內移植構建“人-鼠嵌合腎”，修復腎損傷

      論文共同通訊作者蔡廣研教授指出，該項研究最大的亮點在于其臨床轉化價值。一方面，尿液單細胞圖譜的構建將有助于今后開發(fā)無創(chuàng)的腎臟細胞學檢測技術，與當下常用的腎臟活檢技術互為補充，為復雜腎臟疾病的診斷和靶向治療提供支持；另一方面，團隊成功地在健康人和慢性腎病患者的尿液中鑒定、分離和長期培養(yǎng)了具有腎再生潛能的腎前體細胞類群，解決了供體細胞的來源問題，并建立了腎內細胞移植平臺技術，這一成果為腎臟的再生醫(yī)學療法帶來了新的希望。

     左為教授表示，在細胞治療產品開發(fā)方面，團隊已對細胞培養(yǎng)制備的工藝進行了充分的工藝優(yōu)化和改進，以確保其達到臨床可用的高品質和穩(wěn)定性。目前已在上海張江科技城細胞產業(yè)園選定建設了新的基地，預計最快今年下半年能啟動藥品級腎前體細胞的研發(fā)生產工作。下一步將與腎內科、影像科及麻醉科等專業(yè)臨床團隊深度合作，利用尿液來源的人自體腎前體細胞移植技術，對慢性腎臟病腎小管損傷的患者開展干細胞治療的探索性臨床研究。

      左為研究團隊最大的特色是在干細胞領域具有從基礎研究到藥品研發(fā)的全鏈條轉化研究能力。在不遠的將來，我們或許可以看到人類重大臟器的再生修復難題被科學家和醫(yī)師們一個接一個地攻克。