美国萨克研究所的科学家们最近开发了一种在体外培养肾祖细胞（Nephron Progenitor Cells）的方法，在此之前一些维持肾祖细胞培养的尝试经常失败，培养的细胞或者死亡或者失去发育潜能，无法保持祖细胞状态。
肾祖细胞，至少对人类来说，经常只存在于胚胎发育的一个短暂阶段。这些细胞会继续发育形成肾单位，负责血液过滤排出尿液。但是成人体内不存在肾祖细胞，在损伤或疾病状态下，不能生成新的肾脏组织。科学家们认为在实验室中获得肾祖细胞将为研究肾脏发育最终帮助治疗肾脏疾病提供一种新方式。
其他科学家曾经使用诱导多能干细胞获得肾祖细胞样细胞，这种方法通常需要花费很长时间，并且很难分离得到比较纯的细胞群体，产生的肾祖细胞样细胞也只能维持较短时间，几天之内就会发育成熟变成成体肾脏细胞，因此一直以来没有稳定的祖细胞群体可供科学研究。
在研究伊始，研究人员直接从小鼠胚胎中分离肾祖细胞，开发能够维持祖细胞状态的方法。他们发现如果将细胞培养在3D培养条件下，再加入一些信号分子混合物，就能够长时间稳定维持肾祖细胞状态。随后将这些3D培养的祖细胞转移到其他条件或移植到动物体内可以发育形成具有功能的肾单位样结构。
接下来研究人员又利用人类胚胎肾祖细胞以及从干细胞分化得到的人类肾祖细胞找到了适用于人类肾祖细胞培养的方法。他们再一次证明这种方法能够在体外长期维持肾祖细胞。
研究人员表示该研究使用的3D培养策略也有可能应用于其他类型祖细胞的培养。他们计划接下来研究培养发育成完整肾脏所需的其他类型祖细胞的方法。如果能够实现对其他类型祖细胞的培养，那距离创造一颗可供移植的人工肾脏将不再遥远。
DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.stem.2016.07.016
3D Culture Supports Long-Term Expansion of Mouse and Human Nephrogenic Progenitors
Zhongwei Li9, Toshikazu Araoka9, Jun Wu9, Hsin-Kai Liao, Mo Li, Marta Lazo, Bing Zhou, Yinghui Sui, Min-Zu Wu, Isao Tamura, Yun Xia, Ergin Beyret, Taiji Matsusaka, Ira Pastan, Concepcion Rodriguez Esteban, Isabel Guillen, Pedro Guillen, Josep M. Campistol, Juan Carlos Izpisua Belmonte
Transit-amplifying nephron progenitor cells (NPCs) generate all of the nephrons of the mammalian kidney during development. Their limited numbers, poor in vitro expansion, and difficult accessibility in humans have slowed basic and translational research into renal development and diseases. Here, we show that with appropriate 3D culture conditions, it is possible to support long-term expansion of primary mouse and human fetal NPCs as well as NPCs derived from human induced pluripotent stem cells (iPSCs). Expanded NPCs maintain genomic stability, molecular homogeneity, and nephrogenic potential in vitro, ex vivo, and in vivo. Cultured NPCs are amenable to gene targeting and can form nephron organoids that engraft in vivo, functionally couple to the host’s circulatory system, and produce urine-like metabolites via filtration. Together, these findings provide a technological platform for studying human nephrogenesis, modeling and diagnosing renal diseases, and drug discovery.