利用脱细胞支架进行大动物肾脏再生的研究

There are increasing numbers of people approaching and living with end-stage renal disease(ESRD) in our country. Two common treatments exist: dialysis to maintain life, and for more fortunate patients, transplantation of a functional kidney. There is, however, a serious shortage of transplantable kidneys.It is reported that a functional and transplantational kidney can be made by seeding human umbilical vein endothelial cells and rat neonatal kidney cells (NKCs).However，on the point of translational medicine, it's the only way to the clinical application by regenerating the engineered kidney of large animals. And the function of induced pluripotent stem cells（IPSCs） and adult kidney stem cells in the decellularized kidney scaffold is known less. To regenerate functional kidneys, we will seed porcine kidney scaffolds with porcine umbilical vein endothelial cells，adult kidney stem cells and IPSCs. We are going to detect the function of adult kidney stem cells and IPSCs in the scaffold using some methods, such as immunoblotting,immunofluorescence,flow Cytometry,etc. it's aimed to solve some technics such as decellularization , recellularization,etc. If we make some success, the problem of shortage of implantable kidney could be solved

目前我国终末期肾脏病患者越来越多，肾脏移植是解决此问题最佳办法，但是存在肾源短缺以及移植后排斥问题。有研究显示以新生大鼠肾脏细胞对大鼠肾脏脱细胞支架进行再细胞化，可以培育出有功能可移植的肾脏。但从转化医学角度来看，只有培育出与人体肾脏大小、细胞种类及数目相近的大动物肾脏才能应用于临床。本研究以猪为研究对象，制作猪肾脱细胞支架，制备诱导多能干细胞（IPSCs）、分离培养肾脏成体干细胞及脐静脉内皮细胞对支架进行再细胞化，从细胞、分子及动物肾脏移植实验等方面探讨IPSCs及成体干细胞在肾脏再生中的作用并且研究大动物肾脏再生。本研究拟解决大动物肾脏去细胞化、再细胞化以及干细胞大量扩增等一系列技术，制备大动物有功能可移植的肾脏，为制备人体组织工程肾脏提供基础。

终末期肾病患者逐年增加，肾脏移植是最佳治疗方案，但肾移植存在肾源短缺及免疫排斥问题。基于干细胞及肾脏脱细胞支架技术构建再生肾脏为肾脏再生提供了新的方法。本课题结合干细胞培养及诱导分化技术、肾脏脱细胞支架制备技术、再生肾脏体外培养等技术构建再生肾脏，成功获得了大鼠、猪及人类的肾脏脱细胞支架并完成了鉴定工作，支架保留完整的肾脏三维结构、含有大部分生长因子、保留完整的血管系统。所采用的种子细胞包括胚胎干细胞、诱导多能干细胞（IPSC）、脂肪干细胞等，结合干细胞体外培养、体外诱导分化及支架内诱导分化等多种方法结合，构建了具有一定结构及功能的大鼠再生肾脏；在猪肾脏脱细胞支架内种植胚胎干细胞，证实了其良好的生物兼容性以及诱导干细胞分化特性，为未来制备临床可应用的再生肾脏提供了良好的研究基础。在此课题基础上，我们同时开展了多种策略的肾脏再生研究工作，通过后肾移植，获得了结构功能俱佳的肾脏，并且证实了急性肾损伤环境能够促进移植后肾的发育，后肾移植入慢性肾损伤大鼠体内，大鼠肾功能得到一定改善。同时应用诱导多能干细胞体外诱导，获得了具有肾小球及肾小管结构的类肾器官。结合肾脏脱细胞支架技术，利用阴茎海绵体脱细胞支架结合间充质干细胞，获得了具有一定结构的阴茎海绵体，并且证实了干细胞在支架内诱导分化形成了功能细胞。