關(guān)于腎臟：腎臟位于身體后部，大約在髖骨上方10厘米處，正好在胸腔下方。它們是身體的過濾單元，維持血液中液體、礦物質(zhì)、鹽分和其他物質(zhì)的安全平衡。它們產(chǎn)生尿液以清除體內(nèi)的廢物和有害物質(zhì)。它們還產(chǎn)生幾種激素：促紅細胞生成素 (EPO)，作用于骨髓以增加紅細胞的產(chǎn)生；骨化三醇（活性維生素D3），可促進鈣和磷酸鹽的吸收和利用，促進骨骼和牙齒健康；和參與監(jiān)測和控制血壓的腎素酶。

腎臟的關(guān)鍵工作部件是腎單位。

腎單位由以下部分組成：

• 腎小球-過濾血液的致密毛細血管網(wǎng)絡
• Bowman膠囊——包圍腎小球，捕獲從血流中濾出的液體并將其排入腎小管
• 腎小管——內(nèi)襯單層特殊細胞的細小管，其工作主要是在剩余廢液作為尿液離開身體之前將水和電解質(zhì)（例如鈉、鉀、氯化物和碳酸氫鹽）重新吸收到血液中。

顯示腎小管的腎組織顯微鏡圖像。一個小管突出顯示上皮細胞（藍色）、細胞核（綠色）和小管腔（深色中心）。

什么是腎臟疾病

腎臟疾病通常涉及對腎單位的損害，可以是急性或慢性的。在急性腎病中，腎功能會突然下降。它通常由大量失血或事故引起，并且通常持續(xù)時間很短，但偶爾會導致持久的腎臟損傷。

慢性腎臟病 (CKD) 定義為至少三個月內(nèi)喪失三分之一或更多的腎功能。在CKD中，腎功能會在數(shù)年內(nèi)惡化，并且由于其影響相對較輕，因此問題通常多年未被發(fā)現(xiàn)。與CKD相關(guān)的一些癥狀是：頭痛、疲勞、高血壓、瘙癢、體液潴留、呼吸急促。

然而，腎臟疾病可導致腎功能衰竭（腎功能低于10%）。一旦發(fā)生這種情況，患者需要透析或腎移植才能維持生命。老年、糖尿病、高血壓、肥胖和吸煙會增加患CKD的風險。目前至少有8%的歐洲人口（4000萬人）患有一定程度的CKD，這使他們面臨發(fā)生腎衰竭的風險。這個數(shù)字每年都在增加，沒有足夠的器官捐獻者為這么多患者提供移植。這使得開發(fā)治療CKD的新治療方案變得越來越重要。

腎移植的需求正在增加。在西方世界，高血壓和II型糖尿病的發(fā)病率呈上升趨勢，并導致更高的腎病發(fā)病率。但是沒有足夠的供體器官來滿足這種日益增長的需求。基于干細胞的療法可能提供另一種解決方案。

腎臟干細胞：科學家們?nèi)栽跔幷摮扇梭w內(nèi)存在哪些腎臟干細胞，以及它們在腎臟的自然修復過程中扮演什么角色。在腎單位內(nèi)的許多地方發(fā)現(xiàn)的細胞已被提議作為腎臟干細胞的候選者。存在此類干細胞的最有說服力的證據(jù)是在腎單位Bowman囊的尿極（上圖中以藍色標記）發(fā)現(xiàn)了腎祖細胞 (RPC)。

這些細胞具有干細胞的一些關(guān)鍵特征，研究人員已經(jīng)證明它們負責產(chǎn)生足細胞——參與腎單位過濾工作的特殊細胞，需要在我們的一生中不斷更換。研究還表明，這些相同的 RPC 可能能夠產(chǎn)生在腎單位內(nèi)層中發(fā)現(xiàn)的第二種類型的特化細胞。以及腎臟干細胞，具有某些特征的細胞已從腎臟中分離出間充質(zhì)干細胞。

腎臟疾病和間充質(zhì)干細胞

許多不同類型的骨髓細胞已經(jīng)在動物身上進行了測試，并在臨床研究中用于治療腎臟疾病。在所有正在研究的細胞中，一種通常稱為間充質(zhì)干細胞 (MSC)的細胞已顯示出迄今為止最有希望的結(jié)果。研究表明，MSCs可能能夠增強腎臟自我修復的內(nèi)在能力。

研究這些骨髓來源的間充質(zhì)干細胞 (bmMSC) 在腎臟疾病環(huán)境中的治療效果的研究人員表明，這些細胞可能會釋放蛋白質(zhì)，幫助腎細胞生長、抑制細胞死亡，并可能促進腎臟自身的干細胞修復腎臟損傷。需要進一步的研究來確定這些想法是否正確。使用bmMSC的臨床試驗正在進行中，以測試這些細胞在治療腎病患者中的有效性（ClinicalTrials.gov NCT02057965、NCT02387151）。

干細胞療法能為腎臟疾病提供什么幫助？

干細胞療法改善腎損傷的具體機制

1、分化功能：干細胞在體內(nèi)能定向往腎臟受損組織及慢性炎癥部位“歸巢”，通過分泌作用產(chǎn)生一系列轉(zhuǎn)化生長因子促進內(nèi)源性干細胞分化為腎臟細胞，也可直接分化為腎實質(zhì)細胞。

2、免疫調(diào)節(jié)：干細胞具有抗炎作用，通過旁分泌減輕腎小管上皮細胞的壞死及間質(zhì)炎癥細胞的浸潤程度減輕，減少炎癥因子和趨化因子的表達。

3、組織修復：干細胞發(fā)揮抗氧化應激、抗纖維化作用減輕腎臟組織損害，并分泌一系列生物活性分子修復損傷部位，提高腎臟供氧能力，提高腎功能。

最近，研究人員已經(jīng)能夠使用iPSC在非常早期的發(fā)育階段產(chǎn)生腎細胞。這些非常早期的腎細胞類似于胚胎中發(fā)現(xiàn)的細胞，這些細胞會在胎兒發(fā)育過程中轉(zhuǎn)變?yōu)樽罱K構(gòu)成腎臟的細胞。這些細胞可能具有制造腎小球和腎小管的潛力，它們是腎單位的組成部分。然而，在將此類細胞用于患者治療CKD之前，還需要進行大量研究。

另一種器官置換方法也在研究中，可能在未來幫助腎病患者：使用器官支架生產(chǎn)完整的可移植器官。器官支架是去除了所有細胞的器官。剩下的是細胞外基質(zhì)——支持其形狀的器官部分。這種基質(zhì)可以用患者自己的細胞播種，這些細胞可以被仔細培養(yǎng)生長和繁殖以重新覆蓋支架。通過使用患者自身的細胞，器官移植可能發(fā)生的免疫排斥并發(fā)癥會大大減少。這種方法的挑戰(zhàn)是識別和獲得正確類型的細胞來接種支架，特別是在具有由許多不同細胞組成的復雜結(jié)構(gòu)的器官中。大鼠實驗證明了這種方法的可行性。

今天干細胞治療腎臟疾病的臨床進展怎么樣？

截止2023年2月，在美國國立衛(wèi)生研究院的最大臨床試驗注冊庫clinicaltrials.gov網(wǎng)站上注冊的有關(guān)干細胞治療腎病的臨床研究項目有113項。

腎臟是一個非常復雜的器官，由大量不同類型的細胞組成。要在實驗室中制造一個新的腎臟，所有這些不同的細胞都需要以不同的方式產(chǎn)生并混合在一起，希望它們最終能重建一個功能性的腎臟。更重要的是，腎臟疾病有多種類型，不同的細胞受到影響，因此旨在替換患者腎臟內(nèi)受損細胞的治療需要為不同的患者提供不同類型的細胞。器官或細胞替代療法的研究正在進行中，但這可能是一個長期目標。

與此同時，在萬方數(shù)據(jù)通過“干細胞治療腎衰竭”關(guān)鍵詞檢索相關(guān)文獻，最終結(jié)果顯示有關(guān)干細胞治療腎病的基礎研究與臨床研究合計多達512條。

2016年至2019年，我國中央財政經(jīng)費撥款支持干細胞臨床研究涉及重癥急性腎損傷等多種疾病，并且國家衛(wèi)健委批準了《臍帶間充質(zhì)干細胞治療狼瘡性腎炎的隨機盲態(tài)平行對照多中心研究》的備案項目。

干細胞治療腎病的挑戰(zhàn)是什么？

研究腎臟發(fā)育、腎臟疾病和自然修復過程非常困難，因為腎臟結(jié)構(gòu)復雜且細胞種類繁多。

腎臟疾病可能是由腎臟中不同類型細胞的損傷引起的。干細胞治療只有在考慮到哪些細胞受損且必須更換時才會有效。

促進自然修復途徑的細胞治療可能比細胞替代療法更早發(fā)生，但研究人員仍然需要更好地了解自然修復過程的工作原理，然后才能開發(fā)出治療方法。

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