文献名称：Redefining the In Vivo Origin of Metanephric Nephron Progenitors

发表期刊：Cell Stem Cell（IF 20.4）

发表日期：2014年1月2日

研究团队：日本熊本大学Ryuichi Nishinakamura（西中村隆一）团队

研究概要：

本研究重新定义了后肾间充质的发育起源。通过体内谱系示踪发现，后肾肾单位祖细胞的前体在E8.5阶段仍保留在T⁺尾部细胞群中，与输尿管芽前体在发育上截然不同。研究鉴定了阶段性Wnt刺激和阶段特异性生长因子添加是促进其向后肾间充质分化的分子信号，并利用这一信息从小鼠和人多能干细胞中成功诱导出后肾肾单位祖细胞。这些祖细胞能够在体外重建肾脏三维结构，包括含足细胞的肾小球和具有近端、远端区域及清晰管腔的肾小管。移植后，肾小球可被有效血管化并与宿主循环连接。该研究为肾脏再生医学奠定了基础。

图1. 从小鼠胚胎干细胞诱导的后肾肾单位祖细胞在体外和移植后均能形成包含肾小管和肾小球的三维肾脏结构，且移植后肾小球可与宿主循环系统建立血管连接。

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文献名称：Nephron organoids derived from human pluripotent stem cells model kidney development and injury

发表期刊：Nature Biotechnology（IF 41.7）

发表日期：2015年10月15日

研究团队：美国哈佛医学院Joseph V. Bonventre 团队

研究概要：

本研究建立了一个高效、化学成分明确的人多能干细胞分化方案，可在9天内以90%的效率诱导产生多能肾单位祖细胞。这些祖细胞表达SIX2、SALL1、WT1和PAX2等关键标志物，具备体内对应细胞的发育潜能，可自发形成PAX8⁺LHX1⁺肾小囊并自我模式化为连续排列的肾单位结构，包含足细胞、近端小管、髓袢和远端小管等节段。在二维和三维培养中，这些细胞形成肾单位类器官，其结构类似于体内肾单位。研究还证明该系统可用于研究人类肾脏发育机制和药物肾毒性检测。

图2. 通过Notch抑制可调控肾单位节段分化，且顺铂和庆大霉素能诱导肾小管特异性损伤，证明该类器官可用于肾脏发育机制研究和药物肾毒性节段特异性筛选。

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文献名称：Kidney organoids from human iPS cells contain multiple lineages and model human nephrogenesis

发表期刊：Nature（IF 48.5）

发表日期：2015年10月22日

研究团队：澳大利亚墨尔本皇家儿童医院默多克儿童研究所Melissa H. Little团队

研究概要：

本研究通过优化前-后模式化信号（视黄酸和Wnt信号）的暴露时间，实现了从人多能干细胞同时诱导输尿管上皮和肾单位祖细胞。形成的肾脏类器官包含与集合管网络相连的肾单位，周围环绕肾间质和内皮细胞。肾单位可区分为近端小管、远端小管、早期髓袢和含有足突的肾小球，并发生血管化。转录组分析显示该类器官与人类妊娠早期胎儿肾脏高度相似。近端小管具有右旋糖酐内吞能力，并对肾毒性药物顺铂表现出节段特异性凋亡反应。该肾脏类器官为肾毒性筛选、疾病建模和细胞治疗提供了有力模型。

图3. 顺铂仅诱导成熟近端小管发生剂量依赖性凋亡，而对未成熟近端小管无影响，证明该类器官可用于肾毒性药物的节段特异性筛选。

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文献名称：Higher-Order Kidney Organogenesis from Pluripotent Stem Cells

发表期刊：Cell Stem Cell（IF 20.4）

发表日期：2017年12月7日

研究团队：日本熊本大学Ryuichi Nishinakamura（西中村隆一）团队

研究概要：

尽管近年来基于类器官的组织发育建模取得了进展，但从多能干细胞重现包含功能亚单位、结缔组织和祖细胞微环境的高阶结构仍具挑战性。本研究通过解析输尿管芽（UB）与肾单位祖细胞（NP）的独特起源和发育过程，建立了从小鼠和人类多能干细胞分别诱导各谱系的方法。重新组装的肾脏类器官发育出胚胎肾脏的固有结构，包括外周祖细胞微环境和内部通过分支输尿管上皮相互连接的已分化肾单位。该选择性诱导与重组装策略为在多能干细胞来源的类器官中重现器官型结构提供了有力方法。

图4. 小鼠胚胎干细胞来源的肾脏类器官重建，通过诱导性输尿管芽、诱导性肾单位祖细胞和胚胎间质祖细胞三种细胞类型重建肾脏类器官。

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文献名称：Spatially patterned kidney assembloids recapitulate progenitor self-assembly and enable high-fidelity in vivo disease modeling

发表期刊：Cell Stem Cell（IF 20.4）

发表日期：2025年10月2日

研究团队：美国南加州大学Zhongwei Li（李中伟）团队

研究概要：

当前肾脏类器官缺乏复杂的空间模式构建和功能。本研究开发了小鼠和人类高阶肾脏类器官（Kidney Progenitor Assembloid, KPA），其中肾单位可发育并与中央集合管系统融合，重现体内肾脏祖细胞自组装过程。KPA在体外和体内均表现出显著提升的细胞复杂性和成熟度，并展现了多项主要肾功能。利用基因组编辑的PKD2⁻/⁻人类KPA在体内建模常染色体显性多囊肾病（ADPKD），成功重现了囊肿表型及疾病的分子和细胞标志，揭示了囊肿上皮、间质和巨噬细胞间的相互作用。KPA平台为高保真疾病建模和肾脏再生医学奠定了基础。

图5. 人类KPA发育过程示意图：诱导性肾单位祖细胞（iNPCs）在中央的诱导性输尿管芽祖细胞（iUPCs）周围形成极化的肾小囊（RV），并最终发育成与集合管（CD）相连的肾单位。

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