肾类器官中管状上皮结构的示意图。
肾类器官中管状上皮结构的示意图。(NIAID Visual & Medical Arts / NIH BioArt;Public domain)

用肾类器官区分蛋白尿相关损伤

尿中的纤溶酶原与蛋白尿性肾病进展相关,它对不同肾结构的直接影响还需要模型研究。西奈山伊坎医学院(Icahn School of Medicine at Mount Sinai)与宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)团队在 Stem Cells Translational Medicine 报道,采用人胚胎干细胞形成的肾类器官,比较肾小球和小管对这一蛋白的反应。

类器官来自 H9 细胞,分化至第 21 天后,在无血清培养条件下加入 0.25 μM 人纤溶酶原,处理 24 小时。另一组同时加入 10 μM 阿米洛利,考察抑制尿激酶型纤溶酶原激活剂(uPA)是否改善损伤。

研究先用独立荧光底物检测验证阿米洛利对 uPA 的抑制。每个类器官加入相同浓度的活性 uPA,再用不同阿米洛利浓度比较酶活。拟合 IC50 为 3.91 μM,95% 置信区间为 3.59–4.23 μM。

肾小球与近端小管的标志变化较明显

团队根据免疫染色将类器官分为肾小球相关区域、近端小管和远端小管,分别统计标志荧光与细胞密度。纤溶酶原处理后,肾小球相关的足萼蛋白信号下降,该区域的细胞密度也降低。

近端小管的百脉根凝集素(LTL)染色信号降低,但该区域细胞密度没有显著变化。进一步检测显示,近端小管损伤标志肾损伤分子 1(KIM-1)增加,megalin 降低。远端小管则未见相同程度的标志或密度变化。

研究还观察到,肾小球和近端小管区域的活化 caspase-3 信号增加,提示这两个区域发生凋亡相关变化。分区检测因此把蛋白处理后的总体损伤,细化到不同肾结构。

阿米洛利的改善随检测指标而异

联合阿米洛利后,部分足细胞标志得到改善:podocin 和 WT1 的表达部分恢复,nephrin 没有同样恢复。近端小管的 megalin 改善较小,KIM-1 升高仍然存在。

对整体类器官进行定量 PCR(qPCR),也观察到多种足细胞和近端小管相关基因下降。联合阿米洛利可改善部分表达变化,但不同分化批次的恢复幅度差异较大。这里每个生物重复混合了同一批次 8–12 个类器官,共采用 6 个生物重复。

阿米洛利没有降低肾小球或近端小管的活化 caspase-3 增量。标志表达的改善与凋亡检测呈现不同结果,说明本研究观察到的保护作用较有限。作者提出继续使用更广泛的分子检测,分析损伤反应及更有选择性的干预。

单一细胞背景和统一暴露仍限制模型范围

这些实验使用 H9 这 1 个细胞背景。类器官尚不具有功能性血管和完整滤过屏障,所有区域都统一接触加入的纤溶酶原,体内从血液滤过后进入特定肾区室的过程尚未重建。

研究也没有详细比较阿米洛利单用时的基线标志、细胞密度和凋亡。后续可结合更多细胞背景、微流控递送与长期成像,观察损伤怎样随时间和组织位置变化,并进一步评价药物反应。

来源与延伸阅读

  1. Kidney organoids as a platform to study plasminogen-induced injury and uPA-based therapies. Stem Cells Translational Medicine (2026). ↗