
从非肿瘤肾皮质建立小管样三维组织
反复药物损伤如何影响肾小管及周围间质,是评价慢性肾毒性的一项问题。日本东京科学大学团队在 Advanced Healthcare Materials 报告了一个人肾小管类器官模型,用反复顺铂处理观察细胞衰老,再用条件培养液测量成纤维细胞的响应。
细胞来自接受肾切除手术患者的非肿瘤肾皮质。原代近端小管上皮细胞先在二维条件扩增 7–10 天,每孔约 50 万个细胞在低吸附板聚集 2 天,随后加入 Matrigel,形成带腔室的囊状或管状结构,通常自三维培养开始 1–2 周即可用于实验。
组织表达近端小管和上皮相关标志。转录组的细胞组成估计显示,约 60%–65% 为近端小管样细胞,其余包含其他上皮及相关细胞状态。
急性高浓度与反复低浓度处理呈现不同损伤
急性试验设置 0.2、2 和 20 μg/mL 顺铂。20 μg/mL 条件引起组织塌陷,并出现肾损伤分子 1(KIM-1)、DNA 损伤标志 γH2AX 及裂解型 caspase-3 增加,近端功能相关蛋白减少。高浓度造成的强损伤,因此没有用于后续反复处理。
反复试验采用 0.2 或 2 μg/mL 顺铂,共 5 轮。每轮处理后通过 3 次换液洗去药物,再安排 1 天恢复培养。研究通过多轮处理观察持续、较低强度的损伤反应。
反复处理后,衰老相关 β-半乳糖苷酶染色增加,p16、p21 和 p53 上升,核纤层蛋白 B1(Lamin B1)降低,并伴随 G2/M 期细胞比例增加。多项指标共同支持细胞衰老状态。
条件培养液增强成纤维细胞的纤维化反应
反复损伤后的组织中,IL1B 与 IL6 的信使 RNA 表达明显上升,部分条件约为对照的 50–100 倍。
团队洗去顺铂后,以无血清培养液培养肾小管组织 48 小时,收集条件培养液,再处理人肺成纤维细胞 48 小时。来自反复 2 μg/mL 顺铂损伤组的培养液,使 α-平滑肌肌动蛋白和胶原 I 增加;直接用顺铂处理成纤维细胞的对照没有出现相同纤维化标志变化。
这些成纤维细胞还表现出更强的胶原凝胶收缩与迁移,提供了蛋白标志之外的功能证据。研究将肾上皮损伤与成纤维细胞的变化联系起来,尚未通过阻断试验确定促成这些变化的具体分泌因子。
后续评价需要肾间质细胞与更多化合物
这一模型提供的是顺铂反复损伤、组织衰老和条件培养液功能试验的组合。定量蛋白或基因时,1 孔内多个小管类器官合并为 1 份样本;凝胶收缩和迁移试验为每条件 2 个重复。
主实验的下游细胞为人肺成纤维细胞,作者另以小鼠肾成纤维细胞作补充。进一步模拟人肾间质环境,可加入肾来源成纤维细胞、血管和流动条件;评价保护性药物时,也需在当前顺铂损伤流程上建立实际候选药物比较。