腎上腺位于腎臟頂部，在維持健康的身體方面起著舉足輕重的作用。對(duì)來(lái)自大腦的信號(hào)做出反應(yīng)，腺體分泌支持血壓、新陳代謝和生育能力等關(guān)鍵功能的激素。

患有腎上腺疾病的人，如原發(fā)性腎上腺皮質(zhì)功能不全，其中腺體不能釋放足夠的激素，如果不治療，可能會(huì)遭受疲勞、危險(xiǎn)的低血壓、昏迷甚至死亡。原發(fā)性腎上腺皮質(zhì)功能減退癥無(wú)法治愈，用于治療它的終身激素替代療法具有明顯的副作用。

一個(gè)更好的替代方案是再生醫(yī)學(xué)方法，重新生長(zhǎng)一個(gè)能夠合成激素的功能性腎上腺，并根據(jù)大腦的反饋適當(dāng)?shù)蒯尫潘鼈?。隨著《發(fā)育細(xì)胞》雜志上的一項(xiàng)新研究，賓夕法尼亞大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院的研究人員在培養(yǎng)皿中誘導(dǎo)干細(xì)胞分裂、成熟并承擔(dān)人類(lèi)胎兒腎上腺的一些功能，使這一目標(biāo)更近一步。

“這是一個(gè)原理證明，我們可以創(chuàng)建一個(gè)在培養(yǎng)皿中生長(zhǎng)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)在發(fā)育的早期階段功能幾乎與人類(lèi)腎上腺相同，”資深作者兼Penn Vet助理教授Kotaro Sasaki說(shuō)。 “像這樣的平臺(tái)可以用來(lái)更好地了解腎上腺皮質(zhì)功能不全的遺傳學(xué)，甚至用于藥物篩查，為患有這些疾病的人確定更好的治療方法。

Sasaki說(shuō)，他的團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是使用人類(lèi)誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSCs)，它可以產(chǎn)生無(wú)數(shù)不同的細(xì)胞類(lèi)型，以模擬正常人類(lèi)腎上腺發(fā)育的階段。在這個(gè)過(guò)程中，細(xì)胞將被引導(dǎo)具有腎上腺的特征。

首先，研究人員使用了所謂的“類(lèi)器官培養(yǎng)”系統(tǒng)，其中細(xì)胞首先以漂浮的聚集體形式生長(zhǎng)三周，然后在一側(cè)暴露在空氣中的膜上生長(zhǎng)，促進(jìn)更好的存活并允許它們?cè)谌S空間中增殖。利用精心挑選的生長(zhǎng)培養(yǎng)基，他們促使iPSCs在腎上腺發(fā)育過(guò)程中引發(fā)中間組織類(lèi)型，即后中間中胚層(PIM)。

在驗(yàn)證他們培養(yǎng)了PIM樣細(xì)胞后，研究人員開(kāi)始指導(dǎo)這些細(xì)胞過(guò)渡到下一階段，腎上腺皮質(zhì)祖細(xì)胞樣細(xì)胞，在此期間，細(xì)胞打開(kāi)標(biāo)記物，表明它們已經(jīng)“致力于”成為腎上腺細(xì)胞。

檢查腎上腺標(biāo)志物的分子測(cè)定以及透射電子顯微鏡分析都告訴Sasaki及其同事，他們正在正確的軌道上重建類(lèi)似于早期腎上腺的組織。

“我們開(kāi)發(fā)的過(guò)程非常高效，類(lèi)器官中約50%的細(xì)胞獲得了腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞的命運(yùn)，”Sasaki實(shí)驗(yàn)室的博士后，該研究的主要作者M(jìn)ichinori Mayama說(shuō)。“我們?cè)谂囵B(yǎng)物中看到的具有大量粉紅色細(xì)胞質(zhì)和相對(duì)較小的細(xì)胞核的卵形細(xì)胞在那個(gè)階段是非常典型的人類(lèi)腎上腺細(xì)胞。

Sasaki，Mayama和研究團(tuán)隊(duì)的其他成員進(jìn)行了許多測(cè)試，以評(píng)估他們培養(yǎng)的細(xì)胞的功能與人類(lèi)腎上腺的功能有多接近。他們發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的細(xì)胞產(chǎn)生類(lèi)固醇激素，如DHEA，就像“現(xiàn)實(shí)生活中”的等價(jià)物一樣。“在體外，我們可以生產(chǎn)大部分與體內(nèi)產(chǎn)生的相同類(lèi)固醇，”Mayama說(shuō)。

他們還表明，它們生長(zhǎng)的細(xì)胞可以對(duì)所謂的下丘腦 - 垂體 - 腎上腺軸做出反應(yīng)，這是一種反饋回路，控制著從大腦到腎上腺的通信，然后再返回。Sasaki說(shuō)：“我們使用的藥物通常抑制腎上腺DHEA的產(chǎn)生，并表明我們的iPSC衍生的腎上腺細(xì)胞對(duì)這些藥物的反應(yīng)相似，激素產(chǎn)生明顯減少。“這意味著你可以使用這個(gè)系統(tǒng)來(lái)篩選針對(duì)腎上腺激素產(chǎn)生的藥物，這可能使腎上腺激素分泌過(guò)多或利用腎上腺激素促進(jìn)生長(zhǎng)的前列腺癌患者受益。

隨著研究人員完善他們的系統(tǒng)，他們希望產(chǎn)生更多發(fā)生在成熟成人腎上腺中的組織類(lèi)型等級(jí)。

這樣的平臺(tái)為更多地了解仍然神秘的腎上腺提供了機(jī)會(huì)。Sasaki特別指出，它可以被用來(lái)探測(cè)腎上腺皮質(zhì)功能不全以及其他疾病(如腎上腺癌)的遺傳基礎(chǔ)。最終，用于創(chuàng)建這種培養(yǎng)皿中的腺體的方法有一天可能會(huì)在腎上腺疾病患者中重建功能性腦 - 腎上腺反饋回路。

“這是一項(xiàng)首創(chuàng)的研究，”Sasaki說(shuō)。“細(xì)胞治療領(lǐng)域不僅在治療腎上腺皮質(zhì)功能不全方面，而且在治療其他激素驅(qū)動(dòng)的疾病方面具有很大的希望：hyperten