三维打印芯片内肾类器官与内皮细胞共培养
用灌流芯片与肾脏基质支持类器官内部的毛细血管样结构形成。
用途与模型
- 研究用途
- 肾类器官血管化的构建与结构表征，供后续成熟及药物测试模型研究。
- 模型与细胞来源
- LUMC0031iCTRL08 人诱导多能干细胞分别分化为后肾间充质和输尿管芽祖细胞，再共同形成肾类器官；与人脐静脉内皮细胞共培养。
- 方法版本
- 2026 年 MM/UB 类器官、猪肾基质与预铺内皮版本
- 实验形式
- 2 条圆截面通道、3 个中央凝胶腔的 PDMS 芯片；摇摆产生间歇灌流，每腔容纳 1 个类器官。
材料与平台
- 芯片与基质
- Pluronic F-127 可去除模板、PDMS；部分消化的猪肾脱细胞基质 ddECM。
- 细胞及培养比较
- HUVEC 与 MM/UB 肾类器官；比较 ddECM、Geltrex、无凝胶及 3 种培养基配方。
- 检测
- PrestoBlue 代谢信号、CD31/LTL/GATA3/PODXL 染色、共聚焦成像、基因表达与基质蛋白质组分析。
测量指标与分析
- 内皮代谢信号
- 类器官三维结构
- CD31 阳性面积
- 血管样分支与肾结构的空间位置
先选择共同培养基和凝胶，再比较预铺内皮芯片加入类器官前后的 CD31 阳性结构，并以静态类器官和无类器官芯片作参照。
研究设计与结果
方法可行性研究
- 研究设计
- 内皮先在芯片内培养 7 天，加入分化第 14 天的类器官，共培养 5 天；静态类器官及无类器官的内皮芯片作为对照。
- 测试范围
- 同一芯片的 3 个凝胶腔各放 1 个类器官；培养基代谢比较 n=9，基因表达图标注 N=3、n=1，图注未进一步说明两个计数对应的重复层级。
- 参照体系
- ddECM 与 Geltrex/无凝胶；3 种培养基；静态培养和缺少类器官的内皮芯片。
- 研究结果
- ddECM 中类器官保持三维结构；共培养后 CD31 阳性分支伸向类器官外周和内部，并靠近 LTL 与 PODXL 阳性区域。无类器官芯片的 CD31 阳性面积降至 39.01%，加入类器官条件下为 72.90%。
适用条件与研究局限
- 研究表征早期毛细血管样结构，尚未直接验证这些分支的腔内灌流或肾小球滤过。
- 采用 1 个 hiPSC 背景及 HUVEC，使用猪肾来源基质。
- 本研究没有药物暴露或肾毒性预测试验。
来源与原文
- 3D printed chip as platform to vascularize hiPSCs-derived kidney organoids原始研究 · Biomedical Microdevices · 2026-06-05