表：優化后的培養方案

圖：優化后的培養方案

值得注意的是，當PIM定向的3D球狀體起始聚集量為500個時，最終獲得腎臟類器官表現出更高比例的腎單位結構（如腎小球、近端小管、遠端小管等），并具備更強的線粒體氧化代謝表型和成熟標志基因表達（如PGC1A、SLC3A1、NPHS1等）。

由此，新方案為后續移植實驗提供了標準化且可擴增的類器官來源。

圖：懸浮培養中腎臟類器官的生成

當確定了“500個細胞微團＋CHIR＋FGF9＋兩階段誘導＋無因子成熟”的最優方案后，研究團隊試圖把它轉化為可規?；?、可復現的生產系統。他們采用AggreWell微孔板精確控制每個微團的起始細胞數（約500個），并通過離心聚合獲得均一球體，確保每個微團都沿著三階段培養的節律發育，從而批量在每個24孔板上生成了約3萬枚分化同步、結構均一、在細胞組成、代謝狀態、基因表達上都高度可控的腎臟類器官，且幾乎100%的類器官都呈現出分節的腎單位樣結構，并表達腎單位和內皮細胞標志物。

此外，該方案也可用于人胚胎干細胞（hES細胞）和人誘導多能干細胞（iPS細胞）來源的類器官培養，具備可擴展性，并顯著提升了生產效率與實驗可重復性。接下來，研究人員開始探索下一步動物試驗階段。

圖：通過微聚集實現均一腎臟類器官的規?；a

豬腎結構與人腎相似，是良好的動物實驗模型。因此，研究團隊首先將規?；a的人腎臟類器官通過標準的體外機器灌注（NMP）技術注入豬腎，模擬了腎臟移植前的處理過程，隨后將其移植回同一只動物體內，持續觀察了48小時。

此處使用的NMP在手術室中常用于在移植前維持體外器官的活性和氧氣供應，因此能夠在移植前維持腎臟的生理功能，減少缺血-再灌注損傷，提高器官的耐受性。需要注意的是，此舉的目的并非在于直接“替代”腎臟，而是對人源類器官在豬體內的存活、整合和功能的驗證，尤其是類器官能否在免疫完整的宿主體內長期生存而不被急性排斥。

圖：豬腎連接至常溫灌注機。該裝置可使腎臟在體外保持活性并進行氧合。圖片顯示的是將人腎臟類器官注入豬腎的瞬間。

實驗結果表明，注入豬腎的腎臟類器官成功存活，并在48小時內與豬腎組織實現初步整合并維持正常功能。研究人員通過體內成像和流式細胞分析在腎皮質及腎小管區域發現了人源細胞，其中部分細胞進一步分化為上皮樣和腎小管樣結構，呈現活躍代謝和上皮極化信號，提示其在宿主腎臟環境中可能持續生長并發揮早期修復作用。

圖：將人類腎臟類器官注入豬腎臟進行體內移植

更重要的是，并未觀察到明顯的損傷、毒性或免疫排斥反應，這為類器官移植提供了重要的免疫學依據。

圖：體內移植注入人類腎臟類器官的豬腎臟后全身和局部免疫反應分析未見毒性或免疫排斥反應

本研究通過改進類器官的生產技術和移植方法，研究人員展示了腎臟類器官的移植不僅能夠在短期內維持其功能，而且可能在臨床應用中為腎臟再生治療提供新的解決方案。

需要注意的是，目前該項目組并不急于是直接“造一個完整人腎”，而是循序漸進、力圖建立一個可修復、可增強、可重建的細胞治療模式。其臨床潛力體現在三個方向：

• 器官修復：在邊緣性供體腎移植前，通過類器官灌注修復受損腎小管或足細胞，提高移植存活率；

   

• 體外器官預活化：利用人源類器官在動物腎內建立血管化、成熟的“人源化微腎單位”，為未來異種器官工程打基礎；

   

• 細胞替代療法：以類器官形式補充或替代受損腎功能區域，為慢性腎病提供細胞治療思路。

本文一作Garreta公開表示，本研究開發的類器官技術能夠在可控條件下快速、精確地大規模生成腎臟類器官，無需復雜的組件。“這為藥物篩選和疾病研究等應用打開了大門，”她在新聞稿中總結道。“這種方法或許還能縮短慢性病患者的等待時間，并增加可用于移植的器官數量，從而幫助解決現代醫學面臨的最大挑戰之一。”