"ความก้าวหน้าของเราในการสร้างอวัยวะในไตชนิดใหม่เป็นเครื่องมืออันทรงพลังที่ไม่เพียงแต่ช่วยให้เข้าใจการพัฒนาและโรคเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการหาวิธีการรักษาและแนวทางการสร้างใหม่ให้กับผู้ป่วยด้วย" Li ผู้เขียนรายงานและผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านการแพทย์และต้นกำเนิดกล่าว ชีววิทยาของเซลล์และเวชศาสตร์ฟื้นฟู

การสร้างบล็อคตัวต่อ

ผู้เขียนคนแรกของการศึกษา ได้แก่ นักศึกษาระดับปริญญาเอก Zipeng Zeng และ postdoc Biao Huang และทีมงานเริ่มต้นด้วยประชากรที่เรียกว่าเซลล์ต้นกำเนิดของไตหรือ UPCs ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาไตในระยะแรก การใช้เมาส์ตัวแรกและ UPC ของมนุษย์ นักวิทยาศาสตร์สามารถพัฒนาค็อกเทลของโมเลกุลที่กระตุ้นให้เซลล์สร้างออร์กานอยด์ที่คล้ายกับตาของท่อปัสสาวะ ซึ่งเป็นท่อแตกแขนงที่ก่อให้เกิดระบบท่อรวบรวมในที่สุด นักวิทยาศาสตร์ยังประสบความสำเร็จในการหาค็อกเทลที่แตกต่างกันเพื่อกระตุ้นให้เซลล์ต้นกำเนิดของมนุษย์พัฒนาไปเป็นอวัยวะย่อยของไต

ค็อกเทลระดับโมเลกุลเพิ่มเติมได้ผลักออร์กานอยด์ตูมของไต - เติบโตจาก UPC ของเมาส์หรือเซลล์ต้นกำเนิดของมนุษย์ - เพื่อพัฒนาเป็นออร์กานอยด์ในท่อรวบรวมที่เป็นผู้ใหญ่และซับซ้อนยิ่งขึ้น

อวัยวะในท่อไตของมนุษย์และหนูเมาส์ยังสามารถดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อกักเก็บการกลายพันธุ์ที่ก่อให้เกิดโรคในผู้ป่วย ให้แบบจำลองที่ดีขึ้นสำหรับการทำความเข้าใจปัญหาไต เช่นเดียวกับการตรวจคัดกรองยารักษาโรคที่อาจเกิดขึ้น ตัวอย่างเช่น นักวิทยาศาสตร์ได้ทำลายยีนเพื่อสร้างแบบจำลองออร์กานอยด์ของความผิดปกติแต่กำเนิดของไตและทางเดินปัสสาวะที่เรียกว่า CAKUT

นอกจากจะทำหน้าที่เป็นแบบจำลองของโรคแล้ว อวัยวะในท่อไตยังสามารถพิสูจน์ได้ว่าเป็นส่วนประกอบสำคัญในสูตรสำหรับไตสังเคราะห์ เพื่อสำรวจความเป็นไปได้นี้ นักวิทยาศาสตร์ได้รวมออร์กานอยด์ตูมของไตของหนูเมาส์กับประชากรเซลล์ของหนูที่สอง: เซลล์ต้นกำเนิดที่สร้าง nephrons ซึ่งเป็นหน่วยกรองของไต หลังจากสอดปลายท่อไตที่ปลูกในห้องปฏิบัติการเข้าไปในกลุ่ม NPCs ทีมงานได้สังเกตเห็นการเติบโตของเครือข่ายท่อแตกแขนงที่กว้างขวางซึ่งชวนให้นึกถึงระบบท่อรวบรวมที่หลอมรวมกับ nephrons พื้นฐาน

"ไตของหนูเมาส์ที่ออกแบบของเราได้สร้างการเชื่อมต่อระหว่าง nephron กับท่อรวบรวมซึ่งเป็นก้าวสำคัญในการสร้างอวัยวะที่ใช้งานได้ในอนาคต" Li กล่าว

เรื่องราวที่มา:

วัสดุ ให้บริการโดย Keck School of Medicine แห่ง USC. ต้นฉบับเขียนโดย Cristy Lytal หมายเหตุ: อาจมีการแก้ไขเนื้อหาสำหรับรูปแบบและความยาว

การอ้างอิงวารสาร:

1. Zipeng Zeng, Biao Huang, Riana K. Parvez, Yidan Li, Jyunhao Chen, Ariel C. Vonk, Matthew E. Thornton, Tadrushi Patel, Elisabeth A. Rutledge, Albert D. Kim, Jingying Yu, Brendan H. Grubbs, Jill A แมคมาฮอน, นูเรีย เอ็ม. ศิษยาภิบาล-โซเลอร์, เคนเน็ธ อาร์. ฮอลโลว์ส, แอนดรูว์ พี. แมคมาฮอน, จงเว่ย หลี่ การสร้างอวัยวะไตที่มีลวดลายซึ่งสรุประบบท่อรวบรวมไตของผู้ใหญ่จากต้นกำเนิดของตาที่ขยายได้. การสื่อสารธรรมชาติ, 2021; 12 (1) ดอย: 10.1038/s41467-021-23911-5