人源肾脏类器官解离后部分重组装，为成熟类器官转染提供新策略
来源:华津生物微信公众号
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作者:华津生物
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发布时间 :2026-09-16
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美国奥古斯塔大学团队在JASN发表研究，揭示NF-κB/KLF5轴驱动AKI后适应不良修复与CKD进展。KLF5在I/R、重复顺铂、UUO模型及人类CKD肾活检的近端小管中显著上调。近端小管特异性敲除KLF5减轻纤维化（纤连蛋白/I型胶原↓）、去分化（波形蛋白↓）及细胞衰老（p16/p21/SA-β-Gal↓），并改善肾功能，但不影响急性损伤本身。机制上，NF-κB p65直接结合KLF5启动子转录激活其表达（ChIP富集增加2.67倍），抑制NF-κB或敲除p65可减弱KLF5诱导并改善修复。该研究确立p65/KLF5轴为适应不良修复与CKD进展的汇聚机制，提示其为潜在治疗靶点。
人诱导多能干细胞（iPSC）来源的肾脏类器官已成为研究肾脏发育与疾病的重要模型，其表型接近妊娠第12周的胎肾，但致密的三维结构限制了外源载体向类器官核心的递送，使得在分化后期对成熟类器官进行基因修饰或引入外源细胞极为困难。已知胚胎肾在解离成单细胞后具备重新组装的能力，这提示了一种可能性：在解离后、重组装前引入额外细胞类型或进行基因表达修饰。
针对这一问题，荷兰鹿特丹伊拉斯谟大学Martin J. Hoogduijn教授团队在Nephron在线发表题为“Reassembly of human kidney organoids after dissociation”的研究，旨在探究人iPSC来源的肾脏类器官是否具备解离后重组装的能力，以期为肾脏类器官研究开辟新途径。
研究者将人iPSC来源的肾脏类器官用TrypLE Select解离成单细胞，通过离心重新聚集。重组装后第4天和第7天收集类器官，用免疫染色评估组织结构；通过检测肾素分泌评估内分泌功能的恢复；并在解离后的单细胞阶段转染GFP质粒，再重组装，监测GFP表达，作为概念验证。
结果显示，在结构层面，重组装类器官能够重新形成近端小管（Villin-1⁺）和远端小管（E-cadherin⁺）结构，且这些管状结构比未解离对照组更细长、更互联。不同iPSC系的重组装速度略有差异，两株在重组装后第4天即可见管状结构，另一株需至第7天。定量分析证实，Villin-1⁺和E-cadherin⁺管状结构的面积与对照组无显著差异。
与之相对，肾小球结构（PODXL⁺）在解离后仅少量重新出现，重组装后第4天和第7天均显著减少，基本丧失原有组织形态，PODXL⁺阳性面积显著下降。
在功能层面，重组装类器官在forskolin刺激下能够分泌肾素，肾素阳性细胞与Cx40⁺细胞邻近分布，提示肾素产生细胞与内皮细胞的空间关系得到一定恢复，但肾素分泌水平显著低于未解离对照组（p = 0.017）。同时，肾小管转运蛋白NKCC2在重组装后第7天的管状结构中仍保持表达。
图2. 重组装类器官在forskolin处理后恢复肾素分泌能力，并维持肾小管转运蛋白表达
在应用层面，在细胞悬液阶段转染GFP质粒的类器官，重组装后4.5小时至3天表现出强烈的GFP表达，第7天信号减弱，符合瞬时转染特征。转染并重组装后的类器官中，Villin-1⁺和E-cadherin⁺结构仍存在，PODXL⁺细胞同样丧失组织结构，与未转染对照组一致。
综上，人肾脏类器官在解离后具备部分重组装能力：肾小管结构可重新自组装，而肾小球结构未能恢复，内分泌功能亦仅部分恢复。研究者认为，这可能与类器官成熟度较高、祖细胞可塑性不足及足细胞再生能力有限有关。尽管如此，解离—重组装仍为肾脏类器官研究提供了新工具，使得在分化后期对成熟类器官进行基因修饰或引入外源细胞成为可能。
参考文献：
de Vetten S, Klaassen A, Veldhoen DY, van den Bosch T, Korevaar S, Garrelds I, Danser AHJ, van de Peppel J, Heidt S, Hoogduijn MJ. Reassembly of human kidney organoids after dissociation. Nephron. 2026 Sep 9:1. doi: 10.1159/nef/adtag003. Epub ahead of print. PMID: 42715132.
