Shenzhen Huajin Biotechnology Co., Ltd.

点击蓝字 关注“华津生物” 近期肾脏类器官研究在细胞可塑性、疾病机制、药物筛选及再生医学等领域取得多项进展。本期简报汇总6篇相关研究，涵盖以下内容： 01 输尿管上皮可塑性研究：微环境信号调控肾小管远端与输尿管上皮身份转换 文献名称： In vitro plasticity between ureteric epithelial and distal nephron identity and maturity is controlled by extracellular signals 发表期刊： Developmental Biology 发表日期： 2026年2月16日 在线发表 研究团队： 澳大利亚墨尔本儿童研究所Melissa H Little团队 研究概要： 本研究利用报告基因系（RETtdTomato和GATA3mCherry）观察人源多能干细胞衍生的远端肾上皮的可塑性。结果显示，经诱导的前中间中胚层可形成具有肾管特性的上皮网络，在RSPO1作用下分化为远端肾单位。该上皮在体外共培养中可响应外部信号，转变为输尿管上皮或肾管样状态，单细胞在Matrigel中培养可形成RET+输尿管尖样结构。该研究提示微环境影响细胞身份决定。 图1.  远端类器官上皮在胚胎肾微环境中可塑性地重编程为相应细胞身份。 （点击图片可放大） 02 川续断皂苷VI治疗AKI研究：双靶点激活NRF2与PPARα恢复代谢-氧化稳态 文献名称： Asperosaponin VI ameliorates acute kidney injury via restoring metabolic-oxidative homeostasis in NRF2 and PPARα dependent manners 发表期刊： Phytomedicine (IF 8.3) 发表日期： 2026年2月12日在线发表 研究团队： 广东省人民医院孙启全团队 研究概要： 本研究观察了川续断皂苷VI（AVI）对急性肾损伤的作用。在缺氧/复氧损伤的肾小管细胞、患者来源肾脏类器官及小鼠缺血再灌注和顺铂诱导的AKI模型中，AVI处理后细胞凋亡减少、ROS水平降低、线粒体功能改善。机制上，AVI可结合PPARα激活脂肪酸氧化，亦可结合Keap1激活NRF2抗氧化通路。 图2. AVI 能显著减轻缺氧/复氧及顺铂诱导的肾类器官损伤，表现为降低KIM-1和NGAL的表达水平。 （点击图片可放大） 03 慢病毒工程化类肾小管模型：用于多组学表征与疾病建模 文献名称：Protocol for lentiviral engineering and multi-omic characterization of human kidney tubuloids 发表期刊：STAR Protocols 发表日期：2026年2月11日在线发表 研究团队： 荷兰普林塞斯马克西玛儿科肿瘤中心Jarno Drost团队 研究概要： 本protocol描述了利用健康肾组织来源的类肾小管进行疾病建模的技术流程，包括类肾小管的建立与传代、慢病毒转导、组织学处理、CUT&RUN及单细胞转录组测序样本的制备。该方案可用于通过引入驱动基因突变研究肾癌进展。 图3. 利用健康肾组织来源的类肾小管，建立了涵盖其培养、慢病毒工程化及多组学表征的完整疾病建模流程。 （点击图片可放大） 04 诱导肾小管-间质类器官模型：揭示肾脏再生中基质与上皮祖细胞共诱导的关键窗口期 文献名称： Co-induction of stromal and epithelial progenitors for renal regeneration 发表期刊： The Innovation（IF 25.7） 发表日期： 2026年1月29日在线发表 研究团队： 美国华盛顿大学Benjamin S. Freedman团队与以色列Sheba医学中心Benjamin Dekel团队合作 研究概要： 本研究通过4天分化诱导获得包含肾单位祖细胞和肾间质祖细胞的诱导型后肾间充质（iMM）。将该细胞植入免疫缺陷小鼠肾包膜下后，可观察到其分化为足细胞、系膜细胞及肾小管，并招募宿主血管形成肾小球和管周毛细血管。相比之下，成熟类器官植入后未观察到类似分化与血管化。该研究提示iMM在体外存在适于植入的阶段。 图4. 移植人源肾单位细胞可招募宿主内皮，在体内形成功能性嵌合肾小球；其中，分化4天即移植的细胞效果优于分化7天组。 （点击图片可放大） 05 红曲霉毒素肾损伤机制研究：puberulic酸诱导线粒体功能障碍 文献名称： The Pathophysiological Mechanism of Beni-koji Choleste-Help or Puberulic Acid-Induced Kidney Injury 发表期刊： Kidney International Reports 发表日期： 2026年1月23日在线发表 研究团队： 日本东京科学大学Yutaro Mori团队 研究概要： 本研究分析了2024年日本红曲霉补充剂相关肾损伤病例的致病因素。通过对患者肾活检样本、原代肾小管上皮细胞、肾类器官及小鼠模型的分析，观察到puberulic酸可导致肾小管上皮细胞线粒体损伤，抑制呼吸代谢，并引发细胞死亡。RNA-seq分析显示线粒体相关通路下调。 图5. Puberulic酸在肾小管上皮细胞和类肾小管中表现出约为顺铂一半的细胞毒性，并呈浓度依赖性地诱导 DNA 损伤标志物 γH2AX 表达上调。 （点击图片可放大） 06 肾脏前体组装体模型：重建人肾脏类器官的空间有序结构 文献名称： Multilineage assembly brings spatial order to human kidney organoids 发表期刊： Kidney International（IF 12.6） 发表日期： 2026年1月14日在线发表 研究团队：新加坡南洋理工大学夏云团队 研究概要： 本文评述了Huang等人开发的肾脏前体组装体（KPA）培养平台。该平台通过多谱系分化与组装，使诱导性肾单位祖细胞与输尿管祖细胞相互作用，提升了肾脏类器官的细胞多样性、成熟度和结构组织性。该模型可用于研究肾脏形态发生及疾病机制，有助于探索类器官中多肾单位与集合管的连接问题。 图6. 通过将iNPCs与iUPCs组装成hKPAs，可在移植后实现体内成熟并重现常染色体显性多囊肾病的关键病理特征。 （点击图片可放大） 小结 上述研究从不同角度推动了肾脏类器官领域的发展：①揭示了细胞可塑性及微环境的调控作用；②建立了可用于药物筛选及毒性测试的类器官模型；③优化了移植策略以促进体内成熟与血管化。这些进展为肾脏再生医学、疾病机制研究及药物开发提供了新的工具和思路。 国自然助力活动 END 关于我们 深圳华津生物科技有限公司致力于提升肾脏疾病研究和肾药开发创新水平。公司与全球最顶尖的干细胞再生医学领域科学家合作，聚焦iPSC来源肾脏细胞、肾类器官、肾类器官芯片及高仿生模拟物平台的打造，为肾脏疾病科研和肾脏药物发现提供最前沿的技术服务和整体解决方案。 公司目前已经建立了Kidnioid®技术平台，其中包括iPSC细胞库、肾类器官及心脏类器官分化技术平台、肾脏类器官疾病模型库，肾类器官芯片平台、动物肾脏疾病模型、分子/蛋白平台、病理平台以及肾类器官培养、分化试剂盒产品等一整套为肾脏疾病研究和肾药开发的完善体系。目前已经为国内众多临床肾病科、大学、科研院所及药企提供产品和技术服务，赢得了客户的信任，已经成为国内肾脏类器官技术平台领头羊。 华津肾类器官平台解决方案 Our Solutions 高度模拟人体生理环境：能够高度贴近人体的真实生理反应，更准确的药物毒性预测。 显著降本增效：大幅削减了药物开发的实验成本与研发周期。 契合伦理趋势：顺应全球减少动物实验的大势。 （点击查看大图） 联系我们 Contact Us 欢迎与我们联系，了解更多肾类器官在药物研发与肾毒性测试中的应用！   地址   广东省深圳市龙华区观澜银星智界2期A座11楼   官方网址   www.nephromedicine.com   联系电话   商务支持 17276665437（李先生） 技术支持 18843183823（田先生） 入群/投稿 13686113433（谭女士） 商务客服1 商务客服2 技术客服 添加客服小助理，了解更多内容 扫码关注华津生物 的官方微信 求点赞 求分享 求喜欢

点击蓝字 关注“华津生物” 慢性肾脏病（CKD）的进展与细胞衰老密切相关。衰老的肾细胞会获得稳定的细胞周期停滞，并分泌促炎及促纤维化因子（SASP），进而驱动肾脏纤维化和功能丧失。然而，传统模型在模拟人类肾脏衰老过程方面存在局限。例如，动物模型与人类存在种属差异，而二维培养的细胞难以维持长期培养以模拟慢性衰老过程，且缺乏细胞间及细胞与基质的复杂相互作用。 近年来，肾脏类器官技术的发展，在一定程度上弥补了这些不足，为研究肾脏细胞衰老机制及开展药物筛选提供了新的平台。本文从模型选择、机制发现及干预策略三个角度，对相关研究进展进行梳理。 1 类肾小管模型：模拟反复损伤诱导的 细胞衰老与纤维化 文献名称：A Human Kidney Tubuloid Model of Repeated Cisplatin-Induced Cellular Senescence and Fibrosis for Drug Screening 发表期刊：Advanced Healthcare Materials（IF 9.6） 发表日期：2026年2月刊  研究团队：日本东京科学大学Yutaro Mori团队 研究概要： 本研究利用原代肾小管上皮细胞构建了类肾小管（Tubuloid）模型。通过反复给予顺铂处理，模拟了慢性肾损伤。结果显示，反复损伤导致类器官中衰老标志物（p16， p21）上调，并分泌SASP因子。这些衰老类器官的上清液能够激活成纤维细胞，提示其促进了早期纤维化改变。该模型可用于研究肾小管上皮细胞在重复性应激下的衰老反应及筛选抗衰老药物。 图1.  反复顺铂处理后的类肾小管中，经典 衰老标志物p16与p21的表达均显著上调。 （点击图片可放大） 2 靶向NNMT：抑制肾小管衰老 与纤维化的新策略 文献名称：NNMT inhibition counteracts tubular senescence and fibrosis in early stages of chronic kidney disease 发表期刊：Cell Reports（IF 6.9） 发表日期：2026年1月27日 研究团队：荷兰阿姆斯特丹大学医学中心Alessandra Tammaro团队 研究概要： 该研究通过分析人类CKD数据，发现NNMT是驱动肾小管衰老和纤维化的关键介质。在糖尿病肾病患者活检组织及肾脏类器官中，NNMT表达与衰老标志物p21及纤维化相关。空间转录组学显示，NNMT阳性肾小管周围存在促炎微环境。选择性抑制NNMT，在衰老肾细胞、肾脏类器官和小鼠体内均能减轻衰老和纤维化。该研究将NNMT作为早期CKD治疗的潜在靶点。 图2. 在低氧/复氧及糖尿病应激条件下，NNMT抑制剂可显著下调人类肾脏类器官中p21（CDKN1A）等衰老及相关基因的表达，从而减轻细胞衰老和纤维化。 （点击图片可放大） 3 血小板通过TGF-β信号通路诱导 细胞周期停滞与纤维化 文献名称：Platelets induce epithelial to mesenchymal transition in renal proximal tubular epithelial cells through TGF-β signaling pathway 发表期刊：Molecular Medicine 发表日期：2025年10月29日（IF 6.4） 研究团队：荷兰阿姆斯特丹大学医学中心Joris J T H Roelofs团队 研究概要： 本研究通过小鼠模型和肾脏类器官共培养体系，发现活化的血小板通过释放TGF-β1，诱导肾小管上皮细胞表达细胞周期停滞标志物p21，并促进其发生部分EMT和纤维化。使用TGF-β受体抑制剂可逆转这些表型。该研究提示血小板-TGF-β1轴在诱导肾小管细胞周期停滞和纤维化中具有一定作用。 图3. 在血小板处理后，小鼠肾纤维化模型（DKD、UUO）的肾小管及人类肾脏类器官中，p21（衰老标志物）的表达显著上调。 （点击图片可放大） 4 肾脏类器官与类肾小管模型的比较分析： 为衰老研究提供模型选择依据 文献名称：Comparative Analysis of Human Kidney Organoid and Tubuloid Models 发表期刊：Kidney360 发表日期：2025年5月26日 研究团队：澳大利亚莫纳什大学Alexander N Combes团队 研究概要： 本研究对不同来源的肾脏类器官模型进行了转录组比较。结果显示，源自成人肾脏的类肾小管富集了较强的衰老和炎症相关基因表达特征，而iPSC来源的肾脏类器官则高表达近端小管标志物。功能验证显示，iPSC来源的类肾小管在经历重复性低氧损伤后，表现出适应不良性修复特征。该比较为模型选择提供了参考。 图4. 成人肾源性类肾小管相较于其他模型，显著富集了衰老相关基因（如CDKN2A/p16、UPP1、MLKL） 及炎症相关基因的表达。 （点击图片可放大） 5 内皮自噬缺陷通过铁死亡和NLRP3 炎症小体加速肾脏衰老 文献名称：The Impairment of Endothelial Autophagy Accelerates Renal Senescence by Ferroptosis and NLRP3 Inflammasome Signaling Pathways with the Disruption of Endothelial Barrier 发表期刊：Antioxidants （IF 6.6） 发表日期：2024年7月23日 研究团队：韩国天主教大学医学院Yong Kyun Kim团队 研究概要： 本研究利用内皮特异性Atg7敲除小鼠和肾脏类器官-内皮细胞共培养系统，发现内皮自噬缺陷破坏了内皮屏障，导致铁离子泄漏至肾脏类器官，引发类器官细胞发生铁死亡，并激活NLRP3炎症小体信号通路，加速了肾脏衰老相关病变。使用铁死亡抑制剂liproxstatin-1可部分逆转这些损伤。 图5. 内皮细胞-肾脏类器官共培养体系中，内皮屏障破坏导致铁和ROS泄漏进入人诱导多能干细胞来源的肾脏类器官，引发类器官细胞发生铁死亡（表现为铁积累、ROS升高、细胞活力下降，以及铁死亡调控基因AIFM2和SLC7A11表达下调）。 （点击图片可放大） 6 早年足细胞损伤诱导早熟衰老 并加剧肾小球老化 文献名称：Podocyte injury at young age causes premature senescence and worsens glomerular aging 发表期刊：American Journal of Physiology-Renal Physiology 发表日期：2024年1月1日 研究团队：美国华盛顿大学Stuart J Shankland团队 研究概要： 该研究在足细胞和iPSC来源的肾脏类器官中证实，药物诱导的损伤可直接上调衰老相关基因（p16, p21）。在年轻时诱导FSGS的小鼠模型中，损伤引发了足细胞衰老。长期追踪显示，年轻时受过损伤的小鼠在中年期表现出更明显的足细胞衰老、密度降低和肾小球硬化。 图6. 在人iPSC来源的肾脏类器官中，抗足细胞抗体损伤导致足细胞标志物下调，同时衰老相关基因p16、p19和p21表达上调，这一现象在人类FSGS肾活检组织中也得到验证。 （点击图片可放大） 应用肾脏类器官研究细胞衰老的研究价值 一、模型更接近人类生理特征 肾脏类器官来源于人源细胞（如iPSC或原代肾上皮细胞），包含肾小管、足细胞等功能结构，可在体外模拟衰老相关的细胞周期停滞、SASP分泌等变化。与动物模型相比，其遗传背景更接近人类；与二维培养相比，其三维结构更接近体内组织环境。 二、可用于慢性损伤和细胞互作研究 类器官可支持长期培养和反复应激处理（如多次顺铂或低氧暴露），适用于模拟慢性肾脏病中损伤累积和修复过程。通过共培养体系，还可观察不同细胞类型（如内皮细胞与上皮细胞）在衰老过程中的相互作用。 三、有助于机制研究和药物评估 在类器官水平可检测衰老相关标志物（如p16、p21）及铁死亡、炎症通路的变化。结合基因编辑或药物干预，可用于筛选和评估潜在抗衰老策略的效应。 四、可作为现有模型的补充 肾脏类器官在一定程度上有别于传统模型：与动物模型相比，其更接近人类细胞背景；与二维培养相比，其结构更完整。可作为现有研究体系的补充工具。 研究支持与服务 将肾脏类器官与细胞衰老研究相结合，为探索肾小管上皮细胞衰老及纤维化机制提供体外验证平台。 ▸ 模型构建：提供人源iPSC来源肾脏类器官模型 ▸ 方案咨询：针对衰老研究需求提供模型选择与实验设计建议 ▸ 实验实施：承接损伤建模、基因编辑及药物干预实验 ▸ 数据支持：提供规范的实验流程与可验证的数据结果 平台优势 基于华津Kidnioid®平台在肾脏类器官培养和细胞衰老研究领域的技术积累，能够确保衰老模型构建的规范性和实验结果的可靠性。 华津Kidnioid®肾脏类器官技术平台 肾脏类器官模型 图1. 经病理切片、电镜及免疫荧光鉴定，该肾脏类器官可观察到肾小球与肾小管结构，电镜下可见足细胞足突形态，免疫荧光染色显示足细胞、近端小管及远端小管的定位特征。 一、模型特点 1 人源化病理模拟 基于人源肾脏类器官构建，包含近端小管、足细胞等功能结构，能够模拟疾病相关的病理变化。 2 机制研究支持 该模型可用于对药物作用机理进行系统分析，研究多信号通路间的相互作用，并评估细胞与药物之间的相互影响。 3 应用方向 该模型主要应用于药物筛选、毒性评估及疾病机制研究等方向。 二、技术优势 周期较短：相比部分动物实验，模型构建与评估时间有所缩短。 模型稳定性较好：在标准化培养条件下，模型稳定性较高。 灵活性较强：可根据研究需求进行定制化调整。 检测体系适配性高：与常规分子生物学/细胞生物学方法高度兼容，可直接开展qPCR、Western blot、免疫荧光等检测，便于机制研究与多指标评价。 感谢您对本文的浏览。肾脏类器官作为前沿生物技术，不仅在疾病模拟、药物筛选和再生医学研究中展现出巨大潜力，也为精准医疗和新药研发提供了更可靠的平台。目前全球多家监管机构已将其纳入药物评价体系，标志着该技术正逐步走向标准化与应用化。如果您希望进一步了解肾脏类器官的技术细节、合作研究或商业应用，欢迎随时联系咨询： 商务支持 - 李老师 17276665437 技术支持 - 田老师 18843183823 我们期待为您提供专业服务与合作支持。 国自然助力活动 END 关于我们 深圳华津生物科技有限公司致力于提升肾脏疾病研究和肾药开发创新水平。公司与全球最顶尖的干细胞再生医学领域科学家合作，聚焦iPSC来源肾脏细胞、肾类器官、肾类器官芯片及高仿生模拟物平台的打造，为肾脏疾病科研和肾脏药物发现提供最前沿的技术服务和整体解决方案。 公司目前已经建立了Kidnioid®技术平台，其中包括iPSC细胞库、肾类器官及心脏类器官分化技术平台、肾脏类器官疾病模型库，肾类器官芯片平台、动物肾脏疾病模型、分子/蛋白平台、病理平台以及肾类器官培养、分化试剂盒产品等一整套为肾脏疾病研究和肾药开发的完善体系。目前已经为国内众多临床肾病科、大学、科研院所及药企提供产品和技术服务，赢得了客户的信任，已经成为国内肾脏类器官技术平台领头羊。 华津肾类器官平台解决方案 Our Solutions 高度模拟人体生理环境：能够高度贴近人体的真实生理反应，更准确的药物毒性预测。 显著降本增效：大幅削减了药物开发的实验成本与研发周期。 契合伦理趋势：顺应全球减少动物实验的大势。 （点击查看大图） 联系我们 Contact Us 欢迎与我们联系，了解更多肾类器官在药物研发与肾毒性测试中的应用！   地址   广东省深圳市龙华区观澜银星智界2期A座11楼   官方网址   www.nephromedicine.com   联系电话   商务支持 17276665437（李先生） 技术支持 18843183823（田先生） 入群/投稿 13686113433（谭女士） 商务客服1 商务客服2 技术客服 添加客服小助理，了解更多内容 扫码关注华津生物 的官方微信 求点赞 求分享 求喜欢 点击蓝字 关注“华津生物” 慢性肾脏病（CKD）的进展与细胞衰老密切相关。衰老的肾细胞会获得稳定的细胞周期停滞，并分泌促炎及促纤维化因子（SASP），进而驱动肾脏纤维化和功能丧失。然而，传统模型在模拟人类肾脏衰老过程方面存在局限。例如，动物模型与人类存在种属差异，而二维培养的细胞难以维持长期培养以模拟慢性衰老过程，且缺乏细胞间及细胞与基质的复杂相互作用。 近年来，肾脏类器官技术的发展，在一定程度上弥补了这些不足，为研究肾脏细胞衰老机制及开展药物筛选提供了新的平台。本文从模型选择、机制发现及干预策略三个角度，对相关研究进展进行梳理。 1 类肾小管模型：模拟反复损伤诱导的 细胞衰老与纤维化 文献名称：A Human Kidney Tubuloid Model of Repeated Cisplatin-Induced Cellular Senescence and Fibrosis for Drug Screening 发表期刊：Advanced Healthcare Materials（IF 9.6） 发表日期：2026年2月刊  研究团队：日本东京科学大学Yutaro Mori团队 研究概要： 本研究利用原代肾小管上皮细胞构建了类肾小管（Tubuloid）模型。通过反复给予顺铂处理，模拟了慢性肾损伤。结果显示，反复损伤导致类器官中衰老标志物（p16， p21）上调，并分泌SASP因子。这些衰老类器官的上清液能够激活成纤维细胞，提示其促进了早期纤维化改变。该模型可用于研究肾小管上皮细胞在重复性应激下的衰老反应及筛选抗衰老药物。 图1.  反复顺铂处理后的类肾小管中，经典 衰老标志物p16与p21的表达均显著上调。 （点击图片可放大） 2 靶向NNMT：抑制肾小管衰老 与纤维化的新策略 文献名称：NNMT inhibition counteracts tubular senescence and fibrosis in early stages of chronic kidney disease 发表期刊：Cell Reports（IF 6.9） 发表日期：2026年1月27日 研究团队：荷兰阿姆斯特丹大学医学中心Alessandra Tammaro团队 研究概要： 该研究通过分析人类CKD数据，发现NNMT是驱动肾小管衰老和纤维化的关键介质。在糖尿病肾病患者活检组织及肾脏类器官中，NNMT表达与衰老标志物p21及纤维化相关。空间转录组学显示，NNMT阳性肾小管周围存在促炎微环境。选择性抑制NNMT，在衰老肾细胞、肾脏类器官和小鼠体内均能减轻衰老和纤维化。该研究将NNMT作为早期CKD治疗的潜在靶点。 图2. 在低氧/复氧及糖尿病应激条件下，NNMT抑制剂可显著下调人类肾脏类器官中p21（CDKN1A）等衰老及相关基因的表达，从而减轻细胞衰老和纤维化。 （点击图片可放大） 3 血小板通过TGF-β信号通路诱导 细胞周期停滞与纤维化 文献名称：Platelets induce epithelial to mesenchymal transition in renal proximal tubular epithelial cells through TGF-β signaling pathway 发表期刊：Molecular Medicine 发表日期：2025年10月29日（IF 6.4） 研究团队：荷兰阿姆斯特丹大学医学中心Joris J T H Roelofs团队 研究概要： 本研究通过小鼠模型和肾脏类器官共培养体系，发现活化的血小板通过释放TGF-β1，诱导肾小管上皮细胞表达细胞周期停滞标志物p21，并促进其发生部分EMT和纤维化。使用TGF-β受体抑制剂可逆转这些表型。该研究提示血小板-TGF-β1轴在诱导肾小管细胞周期停滞和纤维化中具有一定作用。 图3. 在血小板处理后，小鼠肾纤维化模型（DKD、UUO）的肾小管及人类肾脏类器官中，p21（衰老标志物）的表达显著上调。 （点击图片可放大） 4 肾脏类器官与类肾小管模型的比较分析： 为衰老研究提供模型选择依据 文献名称：Comparative Analysis of Human Kidney Organoid and Tubuloid Models 发表期刊：Kidney360 发表日期：2025年5月26日 研究团队：澳大利亚莫纳什大学Alexander N Combes团队 研究概要： 本研究对不同来源的肾脏类器官模型进行了转录组比较。结果显示，源自成人肾脏的类肾小管富集了较强的衰老和炎症相关基因表达特征，而iPSC来源的肾脏类器官则高表达近端小管标志物。功能验证显示，iPSC来源的类肾小管在经历重复性低氧损伤后，表现出适应不良性修复特征。该比较为模型选择提供了参考。 图4. 成人肾源性类肾小管相较于其他模型，显著富集了衰老相关基因（如CDKN2A/p16、UPP1、MLKL） 及炎症相关基因的表达。 （点击图片可放大） 5 内皮自噬缺陷通过铁死亡和NLRP3 炎症小体加速肾脏衰老 文献名称：The Impairment of Endothelial Autophagy Accelerates Renal Senescence by Ferroptosis and NLRP3 Inflammasome Signaling Pathways with the Disruption of Endothelial Barrier 发表期刊：Antioxidants （IF 6.6） 发表日期：2024年7月23日 研究团队：韩国天主教大学医学院Yong Kyun Kim团队 研究概要： 本研究利用内皮特异性Atg7敲除小鼠和肾脏类器官-内皮细胞共培养系统，发现内皮自噬缺陷破坏了内皮屏障，导致铁离子泄漏至肾脏类器官，引发类器官细胞发生铁死亡，并激活NLRP3炎症小体信号通路，加速了肾脏衰老相关病变。使用铁死亡抑制剂liproxstatin-1可部分逆转这些损伤。 图5. 内皮细胞-肾脏类器官共培养体系中，内皮屏障破坏导致铁和ROS泄漏进入人诱导多能干细胞来源的肾脏类器官，引发类器官细胞发生铁死亡（表现为铁积累、ROS升高、细胞活力下降，以及铁死亡调控基因AIFM2和SLC7A11表达下调）。 （点击图片可放大） 6 早年足细胞损伤诱导早熟衰老 并加剧肾小球老化 文献名称：Podocyte injury at young age causes premature senescence and worsens glomerular aging 发表期刊：American Journal of Physiology-Renal Physiology 发表日期：2024年1月1日 研究团队：美国华盛顿大学Stuart J Shankland团队 研究概要： 该研究在足细胞和iPSC来源的肾脏类器官中证实，药物诱导的损伤可直接上调衰老相关基因（p16, p21）。在年轻时诱导FSGS的小鼠模型中，损伤引发了足细胞衰老。长期追踪显示，年轻时受过损伤的小鼠在中年期表现出更明显的足细胞衰老、密度降低和肾小球硬化。 图6. 在人iPSC来源的肾脏类器官中，抗足细胞抗体损伤导致足细胞标志物下调，同时衰老相关基因p16、p19和p21表达上调，这一现象在人类FSGS肾活检组织中也得到验证。 （点击图片可放大） 应用肾脏类器官研究细胞衰老的研究价值 一、模型更接近人类生理特征 肾脏类器官来源于人源细胞（如iPSC或原代肾上皮细胞），包含肾小管、足细胞等功能结构，可在体外模拟衰老相关的细胞周期停滞、SASP分泌等变化。与动物模型相比，其遗传背景更接近人类；与二维培养相比，其三维结构更接近体内组织环境。 二、可用于慢性损伤和细胞互作研究 类器官可支持长期培养和反复应激处理（如多次顺铂或低氧暴露），适用于模拟慢性肾脏病中损伤累积和修复过程。通过共培养体系，还可观察不同细胞类型（如内皮细胞与上皮细胞）在衰老过程中的相互作用。 三、有助于机制研究和药物评估 在类器官水平可检测衰老相关标志物（如p16、p21）及铁死亡、炎症通路的变化。结合基因编辑或药物干预，可用于筛选和评估潜在抗衰老策略的效应。 四、可作为现有模型的补充 肾脏类器官在一定程度上有别于传统模型：与动物模型相比，其更接近人类细胞背景；与二维培养相比，其结构更完整。可作为现有研究体系的补充工具。 研究支持与服务 将肾脏类器官与细胞衰老研究相结合，为探索肾小管上皮细胞衰老及纤维化机制提供体外验证平台。 ▸ 模型构建：提供人源iPSC来源肾脏类器官模型 ▸ 方案咨询：针对衰老研究需求提供模型选择与实验设计建议 ▸ 实验实施：承接损伤建模、基因编辑及药物干预实验 ▸ 数据支持：提供规范的实验流程与可验证的数据结果 平台优势 基于华津Kidnioid®平台在肾脏类器官培养和细胞衰老研究领域的技术积累，能够确保衰老模型构建的规范性和实验结果的可靠性。 华津Kidnioid®肾脏类器官技术平台 肾脏类器官模型 图1. 经病理切片、电镜及免疫荧光鉴定，该肾脏类器官可观察到肾小球与肾小管结构，电镜下可见足细胞足突形态，免疫荧光染色显示足细胞、近端小管及远端小管的定位特征。 一、模型特点 1 人源化病理模拟 基于人源肾脏类器官构建，包含近端小管、足细胞等功能结构，能够模拟疾病相关的病理变化。 2 机制研究支持 该模型可用于对药物作用机理进行系统分析，研究多信号通路间的相互作用，并评估细胞与药物之间的相互影响。 3 应用方向 该模型主要应用于药物筛选、毒性评估及疾病机制研究等方向。 二、技术优势 周期较短：相比部分动物实验，模型构建与评估时间有所缩短。 模型稳定性较好：在标准化培养条件下，模型稳定性较高。 灵活性较强：可根据研究需求进行定制化调整。 检测体系适配性高：与常规分子生物学/细胞生物学方法高度兼容，可直接开展qPCR、Western blot、免疫荧光等检测，便于机制研究与多指标评价。 感谢您对本文的浏览。肾脏类器官作为前沿生物技术，不仅在疾病模拟、药物筛选和再生医学研究中展现出巨大潜力，也为精准医疗和新药研发提供了更可靠的平台。目前全球多家监管机构已将其纳入药物评价体系，标志着该技术正逐步走向标准化与应用化。如果您希望进一步了解肾脏类器官的技术细节、合作研究或商业应用，欢迎随时联系咨询： 商务支持 - 李老师 17276665437 技术支持 - 田老师 18843183823 我们期待为您提供专业服务与合作支持。 国自然助力活动 END 关于我们 深圳华津生物科技有限公司致力于提升肾脏疾病研究和肾药开发创新水平。公司与全球最顶尖的干细胞再生医学领域科学家合作，聚焦iPSC来源肾脏细胞、肾类器官、肾类器官芯片及高仿生模拟物平台的打造，为肾脏疾病科研和肾脏药物发现提供最前沿的技术服务和整体解决方案。 公司目前已经建立了Kidnioid®技术平台，其中包括iPSC细胞库、肾类器官及心脏类器官分化技术平台、肾脏类器官疾病模型库，肾类器官芯片平台、动物肾脏疾病模型、分子/蛋白平台、病理平台以及肾类器官培养、分化试剂盒产品等一整套为肾脏疾病研究和肾药开发的完善体系。目前已经为国内众多临床肾病科、大学、科研院所及药企提供产品和技术服务，赢得了客户的信任，已经成为国内肾脏类器官技术平台领头羊。 华津肾类器官平台解决方案 Our Solutions 高度模拟人体生理环境：能够高度贴近人体的真实生理反应，更准确的药物毒性预测。 显著降本增效：大幅削减了药物开发的实验成本与研发周期。 契合伦理趋势：顺应全球减少动物实验的大势。 （点击查看大图） 联系我们 Contact Us 欢迎与我们联系，了解更多肾类器官在药物研发与肾毒性测试中的应用！   地址   广东省深圳市龙华区观澜银星智界2期A座11楼   官方网址   www.nephromedicine.com   联系电话   商务支持 17276665437（李先生） 技术支持 18843183823（田先生） 入群/投稿 13686113433（谭女士） 商务客服1 商务客服2 技术客服 添加客服小助理，了解更多内容 扫码关注华津生物 的官方微信 求点赞 求分享 求喜欢

点击蓝字 关注“华津生物” 摘要：剪切应力作为三维细胞培养的核心物理参数，已成为优化类器官微环境的重要调控靶点。本文以近期发表于《Biomedical Materials》的相关综述为基础，聚焦肾脏类器官，系统梳理剪切应力的作用机制、最优参数范围及智能化调控策略，探讨其在提升肾脏类器官成熟度与功能性中的关键价值。 剪切应力作为三维细胞培养系统中的关键物理刺激，调控着细胞排列、极性维持和功能成熟等重要生理过程。2026年2月，韩国首尔国立科技大学研究团队在《Biomedical Materials》发表题为“Shear stress optimization and smart control strategies toward AI integrated tissue culture systems”的系统性综述，对2021年至2025年间发表的87项研究进行全面分析，系统阐释了剪切应力在肝脏、肾脏、肠道、大脑、心脏和血管等多种三维组织培养模型中的作用机制与控制策略，为构建智能化、高生理相关性的组织培养系统提供了重要理论框架与技术路径。 该综述揭示了一个核心发现：不同器官对剪切应力存在显著的差异化响应。其中，肾脏类器官因其独特的解剖结构与生理特性，对剪切应力表现出高度敏感性——0.1–0.35 dyn/cm²的适度流体刺激可显著促进肾单位成熟，而偏离该区间则可能导致功能异常。本文聚焦该综述中肾脏类器官相关内容，系统梳理剪切应力的作用机制、最优参数范围及智能化调控策略。 剪切应力：肾脏类器官培养中不可忽视的 物理变量 肾脏类器官作为疾病机制研究、药物肾毒性评估及再生医学的重要平台，其培养质量直接影响实验结果的可靠性与转化价值。当前研究普遍关注生长因子、基质成分等化学信号，而对物理微环境的调控重视不足。 在人体内，肾脏持续暴露于血流产生的剪切应力——即流体流经细胞表面时产生的摩擦力。这种机械刺激不仅是肾脏发育的必要条件，也是维持成熟肾功能的关键因素。不同肾单位节段对剪切应力的需求存在显著差异： 肾小球区域：内皮细胞承受5–23 dyn/cm²的高剪切应力，但三层滤过屏障（内皮细胞、基底膜、足细胞）可有效减弱机械刺激向足细胞的传递。足细胞对剪切力高度敏感，过高应力可能导致滤过屏障损伤。 肾小管区域：近曲小管上皮细胞在0.1–2 dyn/cm²的适度剪切应力下维持细胞极性、初级纤毛结构与转运功能。剪切应力缺失或过度均会导致上皮功能退化。 上述解剖生理特征决定了肾脏类器官培养需要根据目标结构（肾小球/肾小管）精细调控剪切应力。 肾脏类器官的最优剪切应力范围 通过对2021–2025年间发表的肾脏类器官相关研究进行梳理，不同团队在培养系统中应用的剪切应力范围如下： 研究 剪切应力 (dyn/cm²) 主要发现 Lee et al. (2021) 1.31×10⁻⁵ 血管化肾类器官芯片基础流动条件 Aceves et al. (2022) 0.1–0.2 3D近曲小管芯片模型，药物摄取能力提升 Khalil et al. (2023) 0.35 天然样形态与转录组表型诱导 Kroll et al. (2024) 0.0581 血管化肾类器官芯片 Lapin et al. (2025) 0.2–2 常染色体显性多囊肾病生物力学研究 Lee et al. (2025) 0.009–0.2 法布里病肾类器官成熟与功能增强 综合多篇文献，0.1–0.35 dyn/cm²的中等剪切应力范围被证实为促进肾脏类器官成熟的最佳区间。在此条件下可观察到以下积极变化： 形态成熟度提升：形成更为明确的肾小球与肾小管样结构。 功能标志物上调：GGT1、WT1、ECAD等肾特异性标志物表达增强。 转运功能改善：SGLT2（钠-葡萄糖协同转运蛋白2）活性提高。 转录组重塑：Na+/K+ ATP酶、初级纤毛相关基因、代谢与外源物通路激活；糖酵解、缺氧及炎症相关基因表达受抑。 图1. 在肾脏类器官中，适度的流体流动（0.1–0.35 dyn/cm²）可增强肾标志物（如 GGT1、WT1、ECAD）的表达并维持组织稳定性。 剪切应力的生理调控机制 剪切应力对肾脏类器官的影响远不止于机械刺激本身。在三维培养体系中，可控流体灌注可打破组织内部的氧气梯度，实现均匀氧供，减少缺氧诱导的细胞应激；同时通过对流运输保障营养稳定供应，并有效清除乳酸盐、氨等代谢废物，维持pH稳态与细胞长期存活。 此外，细胞表面的机械感受器可感知剪切应力，启动下游信号级联，调控基因表达与组织构建，该过程具有明确的强度与时间依赖性。这些普适性机制构成了理解肾脏类器官剪切应力响应的理论基础。 图2. 剪切应力在动态细胞培养系统中的核心生理功能：通过增强氧气与营养输送、清除代谢废物以及激活机械传导信号通路，剪切应力从多个维度调控细胞微环境，促进三维组织构建与功能维持。 剪切应力的定量计算方法 为实现对肾脏类器官培养系统中剪切应力的精准调控，需根据不同流动条件选用适宜的计算模型。 矩形通道层流公式（τ = 6μQ/(WH²)）广泛应用于肝脏、肾脏等类器官平台的流动刺激条件设置，其中τ为剪切应力，μ为动力黏度，Q为流速，W与H分别为通道宽度与高度。圆形通道层流公式（τ = 4ηQ/(πR³)）适用于模拟血管系统的圆形截面结构。多孔介质模型（σ_t ∼ μ u/√k）适用于细胞外基质包埋培养，k为渗透率系数，用于评估组织内部机械刺激分布。 上述公式将剪切应力与可控实验参数定量关联，为培养系统设计提供理论依据。 剪切应力生成技术与平台选择 当前剪切应力生成策略主要分为三类。机械搅拌通过摇动平台或生物反应器产生流体运动，结构简单、适于大规模培养，但控制精度有限，可用于类器官初步筛选。流体流动搅拌通过蠕动泵或微流控系统实现精确流速控制，可提供稳定层流环境，在肾脏等类器官模型中广泛应用。非接触搅拌基于表面声波技术诱导局部流体运动，可实现精准靶向刺激，但长期运行可能产生热效应，目前仍处探索阶段。 微流控灌注系统因其调控范围宽、可模拟生理层流环境、支持长期培养及整合实时监测等优势，在肾脏类器官培养中具有良好适用性。实际应用中需根据实验目的与所需剪切精度进行合理选择。 图3. 细胞培养中剪切应力的主要生成方式：通过机械搅拌、泵驱动流及表面声波等不同技术路径，可实现从宏观到微观尺度的精准剪切应力调控，为各类组织模型提供适宜的机械微环境。 结论与展望 剪切应力作为三维培养的核心物理参数，在肾脏类器官研究中具有重要调控价值。0.1–0.35 dyn/cm²的适度剪切范围被证实可显著促进肾单位成熟与功能提升。微流控灌注系统因其精准可控、模拟生理环境等优势，成为理想的剪切应力调控平台。 针对传统固定参数灌注难以适应组织动态变化的局限，结合实时监测的反馈控制策略正成为发展方向。未来通过整合计算流体动力学设计与动态调控技术，有望推动肾脏类器官培养从“静态”走向“动态适应”、从“经验”迈向“数据驱动”，为疾病研究、药物评估及再生医学应用提供更高生理相关性的体外模型。 剪切应力作为三维培养的核心物理参数，在肾脏类器官研究中具有重要调控价值。精准控制剪切应力范围，是提升肾脏类器官成熟度与功能性的关键环节之一。 作为类器官技术体系的重要组成部分，肾脏类器官在疾病机制研究、药物肾毒性评估等方面展现出独特优势。未来通过整合微流控技术与动态调控策略，构建更接近体内生理状态的培养系统，有望进一步提升肾脏类器官在生物医学研究中的应用价值。 参考文献： Kim H, Kim J. Shear stress optimization and smart control strategies toward AI-integrated tissue culture systems. Biomed Mater. 2026 Feb 5;21(1) END 关于我们 深圳华津生物科技有限公司致力于提升肾脏疾病研究和肾药开发创新水平。公司与全球最顶尖的干细胞再生医学领域科学家合作，聚焦iPSC来源肾脏细胞、肾类器官、肾类器官芯片及高仿生模拟物平台的打造，为肾脏疾病科研和肾脏药物发现提供最前沿的技术服务和整体解决方案。 公司目前已经建立了Kidnioid®技术平台，其中包括iPSC细胞库、肾类器官及心脏类器官分化技术平台、肾脏类器官疾病模型库，肾类器官芯片平台、动物肾脏疾病模型、分子/蛋白平台、病理平台以及肾类器官培养、分化试剂盒产品等一整套为肾脏疾病研究和肾药开发的完善体系。目前已经为国内众多临床肾病科、大学、科研院所及药企提供产品和技术服务，赢得了客户的信任，已经成为国内肾脏类器官技术平台领头羊。 华津肾类器官平台解决方案 Our Solutions 高度模拟人体生理环境：能够高度贴近人体的真实生理反应，更准确的药物毒性预测。 显著降本增效：大幅削减了药物开发的实验成本与研发周期。 契合伦理趋势：顺应全球减少动物实验的大势。 （点击查看大图） 联系我们 Contact Us 欢迎与我们联系，了解更多肾类器官在药物研发与肾毒性测试中的应用！   地址   广东省深圳市龙华区观澜银星智界2期A座11楼   官方网址   www.nephromedicine.com   联系电话   商务支持 17276665437（李先生） 技术支持 18843183823（田先生） 入群/投稿 13686113433（谭女士） 商务客服1 商务客服2 技术客服 添加客服小助理，了解更多内容 扫码关注华津生物 的官方微信 求点赞 求分享 求喜欢