撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

類器官（Organoid）技術(shù)在再生醫(yī)學(xué)應(yīng)用方面前景廣闊。由人類多能干細(xì)胞（hPSC）培育而成的類器官，能夠高保真度重現(xiàn)人類發(fā)育器官的重要特征，這為模擬人類發(fā)育和疾病提供了一個前所未有的平臺。然而，將類器官技術(shù)臨床相關(guān)應(yīng)用（例如組織再生、器官移植）中仍然面臨諸多障礙，部分原因在于難以生產(chǎn)出具有可擴(kuò)展性、一致性和可重復(fù)性的 hPSC 來源的類器官。

2025 年 10 月 21 日，西班牙加泰羅尼亞生物工程研究所的研究人員在 Nature 子刊Nature Biomedical Engineering上發(fā)表了題為：Systematic production of human kidney organoids for transplantation in porcine kidneys during ex vivo machine perfusion 的研究論文。

該研究開發(fā)了一種可擴(kuò)展、可重復(fù)且經(jīng)濟(jì)的方法，從人類多能干細(xì)胞（hPSC）誘導(dǎo)生成人類腎臟類器官（hPSC-腎臟類器官）。然后，研究團(tuán)隊采用常溫機(jī)械灌注法將這些 hPSC-腎臟類器官灌注到離體豬腎臟，在將豬腎臟移植回同一只豬體內(nèi)，證實了 hPSC-腎臟類器官的體內(nèi)移植成功。

這項突破性研究是再生醫(yī)學(xué)和個性化醫(yī)療領(lǐng)域的一個重要里程碑，它為利用 hPSC-腎臟類器官進(jìn)行離體細(xì)胞療法的臨床試驗鋪平了道路。

腎臟類器官是一種在實驗室中由人類干細(xì)胞培育而成的三維結(jié)構(gòu)，直徑僅幾微米。雖然它們并非完整器官，但卻能復(fù)制出許多主要結(jié)構(gòu)和功能。由于這些特性，腎臟類器官使我們能夠研究腎臟發(fā)育、測試新藥，并且有望最終用于修復(fù)受損的腎臟組織或改善用于移植的器官。

在這項最新研究中，研究團(tuán)隊首次提出了一種利用微聚集和基因工程技術(shù)，系統(tǒng)化、規(guī)模化從人類多能干細(xì)胞（hPSC）生產(chǎn)數(shù)千個人類腎臟類器官的方法。該方法具有可擴(kuò)展性、可重復(fù)性和經(jīng)濟(jì)性，還能夠使 hPSC-腎臟類器官分化為不同的腎細(xì)胞類型。

通過單細(xì)胞 RNA 測序、共聚焦圖像分析、代謝檢測以及利用 CRISPR–Cas9 工程技術(shù)生成熒光報告基因，研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，hPSC-腎臟類器官在細(xì)胞間接觸后表現(xiàn)出轉(zhuǎn)錄多樣性和細(xì)胞組成的變化。

研究團(tuán)隊利用常溫機(jī)械灌注技術(shù)，將 hPSC-腎臟類器官灌注到離體（

ex vivo

研究團(tuán)隊觀察到，在移植 24 小時和 48 小時后，hPSC-腎臟類器官仍與豬腎臟組織保持融合，它們保持了活性，且未引發(fā)任何顯著的免疫反應(yīng)。移植的豬腎臟繼續(xù)正常運(yùn)作，沒有出現(xiàn)損傷或毒性的跡象。

研究團(tuán)隊表示，這項研究表明，將類器官和體外灌注技術(shù)相結(jié)合，能夠在完全可控的條件下實現(xiàn)對器官的離體細(xì)胞治療。團(tuán)隊的長期目標(biāo)是能夠在器官移植前，通過細(xì)胞治療實現(xiàn)器官的再生或修復(fù)，從而減少患者的等待時間，增加可供移植的健康器官數(shù)量。

這項研究證實了在臨床試驗中使用 hPSC-腎臟類器官進(jìn)行離體細(xì)胞治療的可行性和有效性。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41551-025-01542-1