加州大学旧金山分校的科学家们正在研究一种治疗肾衰竭的新方法，有朝一日，人们将不再需要透析，也不必在移植后服用刺激性药物来抑制免疫系统。
他们首次证明，放置在一种被称为生物反应器的可植入装置中的肾细胞可以在猪体内存活，并模仿几种重要的肾脏功能。该设备可以像起搏器一样在后台安静地工作，不会触发接受者的免疫系统进行攻击。
该研究结果发表在2023年8月29日的《自然通讯》上，是肾脏项目向前迈出的重要一步，该项目由加州大学旧金山分校的Shuvo Roy博士(技术总监)和范德比尔特大学医学中心的William H. Fissell医学博士(医学总监)共同领导。
最终，科学家们计划用不同的肾细胞填充生物反应器，这些细胞执行重要的功能，如平衡体液和释放激素来调节血压，然后将其与过滤血液废物的设备配对。
他们的目标是生产一种人体规模的设备，以改善透析技术。透析技术可以在肾脏衰竭后使人存活，但对于真正的工作器官来说，它是一种糟糕的替代品。在美国，每周有超过50万人需要进行多次透析。许多人寻求肾脏移植，但没有足够的捐赠者，每年只有大约2万人接受肾脏移植。移植肾将是一个福音。
“我们专注于安全地复制肾脏的关键功能，”罗伊说，他是加州大学旧金山分校药学院的生物工程教授。“生物人工肾脏将使肾脏疾病的治疗更有效，也更容易忍受和舒适。”
大自然的灵感，科学的磨练
罗伊和他的同事们设计的生物反应器直接连接到血管和静脉，允许营养物质和氧气通过，就像移植的肾脏一样。硅膜保护生物反应器内的肾细胞免受受体免疫细胞的攻击。
该团队使用一种称为近端小管细胞的肾细胞作为测试案例，这种细胞可以调节水分。来自密歇根大学的合著者H. David Humes医学博士此前曾使用这些细胞帮助重症监护病房的透析患者获得挽救生命的结果。
为肾脏工程开了绿灯
研究小组对移植后的肾细胞和受体动物进行了7天的追踪，两者都表现良好。按照美国食品和药物管理局(FDA)的要求，下一步将进行为期一个月的试验，首先在动物身上进行，最终在人类身上进行。
“我们需要证明功能性生物反应器不需要免疫抑制剂，我们做到了，”Roy说。“我们没有并发症，现在可以迭代，达到人体尺度的整个肾脏功能。”
作者:其他UCSF作者是Eun Jung Kim，博士，Caressa Chen，医学博士，Rebecca Gologorsky，医学博士，Ana Santandreu, Alonso Torres, Nathan Wright, MS, Jarrett Moyer，医学博士，Benjamin W. Chui，博士，Charles Blaha, MS, Paul Brakeman，医学博士，Shant Vartanian，医学博士和Qizhi Tang，博士。所有作者请参阅论文。
资金和信息披露:该研究得到了美国国立卫生研究院(U01EB021214, R25EB023856)以及慈善机构的部分支持。有关所有资金来源和作者披露，请参见论文。
关于加州大学旧金山分校:加州大学旧金山分校(UCSF)专注于健康科学，致力于通过先进的生物医学研究、生命科学和健康专业的研究生水平教育以及卓越的患者护理来促进全球健康。UCSF Health是UCSF的主要学术医疗中心，包括顶级专科医院和其他临床项目，并在整个湾区都有分支机构。加州大学旧金山分校医学院在弗雷斯诺也有一个地区校区。在https://ucsf.edu了解更多信息，或查看我们的情况介绍。
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