科学家培育出迄今最接近真实肾脏的类器官，移植后可助小鼠产生尿液

一项发表于《细胞—干细胞》（Cell Stem Cell）的研究取得突破性进展：美国南加利福尼亚大学李忠伟（音）团队利用人类干细胞，成功培育出迄今最接近真实肾脏的类器官。这些1毫米宽的结构具备肾脏复杂内部组织，移植到小鼠体内后可连接其循环系统、过滤血液并促使产生尿液，为肾脏发育研究、疾病模拟及药物测试提供了更精准的模型。

一、研究背景：肾脏类器官培育的过往局限

肾脏是人体仅次于大脑的复杂器官，拥有过滤血液的纤细小管，能重新捕获水和必需物质，其核心功能结构包括执行过滤的肾单位和辅助重吸收的集尿管。此前研究虽能利用干细胞培育出含这些关键特征的类器官，部分植入动物体内后还能形成稀释尿液，但这些类器官普遍在发育早期停滞，基因活动模式与成熟肾脏差异较大，作为疾病模型或治疗工具的实用性有限。

二、技术突破：优化培养基促类器官成熟

为推动类器官进一步发育，李忠伟团队核心突破在于优化干细胞生长培养基：

1. 小鼠干细胞验证：测试多种培养基配方后，发现特定成分组合能让小鼠干细胞培育出含完整小管网络的肾脏类器官，其基因活动模式与新生小鼠肾脏高度相似，还能释放部分肾脏特有的激素；

2. 人类干细胞应用：用相同方法培育的人类干细胞类器官，虽成熟度略逊于小鼠模型，但仍能在植入啮齿动物体内后连接循环系统、实现血液过滤（暂未提取到尿液）；

3. 关键功能实现：两类类器官移植后均突破“早期发育停滞”问题，尤其小鼠来源类器官，不仅完成血液过滤，还能产生尿液（虽浓度低于正常肾脏，因缺乏液体浓缩结构）。

三、疾病模拟价值：成功复现多囊肾病特征

团队进一步验证类器官的疾病研究潜力：培育携带多囊肾病遗传缺陷的类器官，将其植入小鼠体内后，类器官果然长出多个囊肿，与人类多囊肾病患者肾脏的病理特征高度一致。这一成果解决了传统培养皿无法观察的关键问题——英国爱丁堡大学实验解剖学家Jamie Davies指出，移植后能清晰看到囊肿与免疫细胞的相互作用，为研究疾病进展机制提供了全新视角。

四、未来方向与挑战：5年目标指向可移植类器官

尽管成果显著，当前类器官仍有两大核心局限待突破：一是内部组织无法完全复刻真实肾脏，二是缺乏关键辅助结构——包括输送血液的血管，以及将尿液导至膀胱的导管。李忠伟团队表示，将重点攻克这两大难题，计划在5年内培育出可用于动物移植试验的肾脏类器官。

澳大利亚蒙纳士大学发育生物学家Alex Combes评价，该研究培育的类器官“可能是目前最好的”，但也明确指出，要真正应用于人类肾脏移植，“还有一段路要走”，需持续优化成熟度与结构完整性。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.stem.2025.08.013