猪肾里长出人源肾单位？科学家用“迷你肾脏”迈出器官再生第一步

肾脏是人体的 净化工厂 ，一旦衰竭，只能依靠透析或移植维持生命。尽管类器官技术发展迅速，但其临床应用仍面临三大瓶颈：

● 难以规模化生产；

● 结构不均一；

● 移植后存活率低。

本研究的目标非常明确：建立一套可重复、可扩展的肾脏类器官培养体系，并验证其在大型动物肾脏中的移植可行性。这不仅是为了推动类器官从实验室走向临床，更是为未来 器官修复 提供一种全新的细胞治疗策略。

干细胞、类器官与猪肾的 三方会谈

研究者使用了人多能干细胞作为起点，通过的诱导分化，将其转变为肾脏前体细胞，进而自组织成 肾脏类器官 。为了验证其移植效果，他们选择了与人类肾脏结构相似的猪肾脏作为 宿主器官 ，利用 常温机器灌注系统 模拟体内环境，进行类器官的移植与观察。

整个研究分为三个阶段：

阶段一：打造高质量的肾脏类器官

研究者首先优化了培养条件，通过调控细胞密度与生长因子，诱导干细胞分化为 后期间充质 ，即肾脏发育的起点。接着，他们将不同数量的细胞（500、8000、10万、25万）聚集为3D球体，在悬浮培养中观察其自组织能力。

结果发现，由500个细胞形成的类器官分化程度最高，表现出更丰富的肾单位结构（如肾小球、近端小管等），并且代谢状态更接近成熟肾脏细胞（倾向于氧化磷酸化代谢）。正如图1所示，这些 迷你肾脏 不仅形态规整，还表达了多种肾脏特异性标志物，如PAX2、LHX1、WT1等。

图：悬浮培养中肾脏类器官的生成

阶段二：规模化生产与 荧光标记 追踪

为了实现大规模生产，研究者开发了一种微孔板培养系统，能在24孔板中一次性生成约3万个结构均一的类器官。更酷的是，他们利用CRISPR-Cas9基因编辑技术，构建了WT1-GFP荧光报告细胞系，让肾小球前体细胞在分化过程中发出绿色荧光，便于实时追踪。

图：通过微聚合技术实现可扩展的均匀肾脏类器官生产

阶段三：移植挑战 把人类类器官 送进 猪肾里

这是最具挑战的一步。研究者将标记好的人类类器官通过肾动脉注入猪肾脏，并在体外灌注系统中维持其生理状态。结果显示：

● 类器官成功定植在猪肾的皮质区；

● 人类细胞在猪肾中存活至少48小时；

● 未引起明显的免疫排斥或肾功能损伤。

通过荧光成像、组织切片与流式细胞术等多种手段，研究者确认了人类细胞在猪肾中的存在与分布，并进一步评估了移植后猪的血液、尿液指标，发现其肾功能基本稳定，未出现严重异常。

图：将注入人肾类器官的猪肾进行体内移植

小结

这项研究不仅是技术上的突破，更是理念上的跨越。它告诉我们：

● 我们可以 定制 肾脏类器官，且质量可控、规模可观；

● 类器官可以在大型动物肾脏中短期存活，为后续长期研究打下基础；

● 机器灌注系统是理想的 移植前训练营 ，为类器官提供了接近体内的环境。

当然，研究者也坦言，目前还处于 概念验证 阶段。类器官能否长期存活、是否具备功能、是否会引发远期免疫反应，都是未来需要回答的问题。但无论如何，这项研究已经为 肾脏再生医学 推开了一扇窗。

参考文献：

Garreta E, Moya-Rull D, Centeno A et al. Systematic production of human kidney organoids for transplantation in porcine kidneys during ex vivo machine perfusion. Nat Biomed Eng. 2025 Oct 31. doi: 10.1038/s41551-025-01542-1. Epub ahead of print. PMID: 41174010.