怎么肥四？实验室培育的肾器官里发现脑细胞和肌细胞？

为了更好地治疗肾脏疾病或测试新药，科学家们早已将注意力转向干细胞再生器官。

　　

来自圣路易斯华盛顿大学医学院的最新研究表明，长在实验室环境中的肾类器官（organoids）竟然潜伏不少“流氓”细胞——大脑细胞和肌肉细胞，这些细胞占类器官细胞总量的10-20%，证据确凿它们真的存在，我们用来“哄骗”干细胞转化为肾细胞的“配方”竟在无意中产生了大量其他类型细胞。

这项研究发表在著名学术期刊《Cell Stem Cell》。乍一看，可能有点令人失望，但是，幸运的是，研究人员已经发现了一种简单的方式可以防止那些任性的细胞形成，并且，同样的方法也适合研究其他类器官的科学家们使用，例如心、脑和肺等。

“近年来，人们越来越热衷将类器官作为研究人类疾病的理想模型，”文章通讯作者、肾脏学专家Benjamin D. Humphreys博士说。“但是科学家们还没有完全认识到组成这些有机体的部分细胞可能无法模仿人类身上的东西。好消息是，我们现在有一种简单的干预方法，可以阻止大部分非预期流氓细胞生长。同样的技术也可以应用于其他类器官的靶向流氓细胞。”

在该研究中，他们分析了世界各地科学家们广泛使用的两种配方来培养肾类器官。一种始于美国NIH批准的用于研究的胚胎干细胞；另一种始于诱导多能干细胞。

药物鸡尾酒和生长因子被加入这些干细胞，在实验室培养四周后，研究人员不禁发问：“我们都收获了哪些类型的细胞？”

与以往的抽查鉴定方式不同，本研究采用了单细胞RNA测序，分析了来自65个肾类器官的83130个独立细胞中成千上万个基因的活性。

“单细胞测序产生了大量数据，我们人脑是无法理解这一切的，”Humphreys解释。“但是计算机可以比较容易地比较83000多个细胞的基因活性，并且利用人工智能，还能将基因表达一致的细胞类型分组在一起。因此，它帮我们找到了一些我们从未想过会出现在那里的细胞。”

不管使用什么配方，研究人员都发现，类器官中10-20%细胞并没有发育成肾细胞，而是变成了脑细胞和肌肉细胞。通过重建干细胞发展为脑细胞的逐步过程，研究人员能够精确地看到哪里出了问题。通过阻止非靶细胞形成，本研究减少了90%脑细胞数量。

“阻碍肾脏疾病治疗进展的一部分原因是缺少理想模型，”Humphreys说。“我们只能依赖大鼠和小鼠，但是它们并非缩小的人类，有许多药物在减缓或治疗啮齿类动物肾脏疾病方面神奇的有效，进入临床研究后就会失败。因此，我们需要尽可能地消除‘复制’障碍。”

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原文检索：Comparative Analysis and Refinement of Human PSC-Derived Kidney Organoid Differentiation with Single-Cell Transcriptomics

（生物通：伍松）