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编者按：国际干细胞研究学会（International Society for Stem Cell Research）的前任主席Melissa Little教授，目前为诺和诺德基金会干细胞医学中心（reNEW）的首席执行官、默多克儿童研究所的首席科学家，以及墨尔本肾脏再生实验室的负责人。Little 教授因其在肾脏发育方面的工作和对肾脏潜在再生疗法的开创性研究而享誉国际，她利用人类多能干细胞生成肾脏类器官的方法已在全球被广泛采用，并应用于疾病建模、药物筛选和肾脏替代疗法中。就Melissa Little教授感兴趣的干细胞衍生人肾组织研究这一话题，肾医线邀请她进行了前沿进展及经验的分享。
《肾医线》
肾脏类器官如何能帮助我们为特定患者制定更个性化的治疗方案？
Little教授：这是一个非常重要的问题。我们可以从任何个体（包括患者自身）的皮肤细胞或血细胞中提取干细胞。这样，我们就能构建出他们肾脏及肾脏疾病的模型。这种方法极具个性化，对于研究遗传性疾病而言非常理想。因为它能让我们利用患者自身的干细胞，精准地捕捉到他们肾脏中的问题。也许有一天，我们能够培育出用于移植的肾脏组织。虽然目前用患者自身的干细胞来治疗还很不现实，但未来某一天，我们一定能实现这一目标。
《肾医线》
在您的研究中，您是如何运用转录谱分析、蛋白质组学等先进技术，来确认肾脏类器官与人类胎儿肾脏之间的相似性和准确性的？
Little教授：研究肾脏类器官作为模型至关重要。它们虽非真实人体，但却是极具价值的模拟工具。在运用这一模型时，我们必须格外谨慎。幸运的是，在我们开发肾脏类器官培养方案的同时，单细胞分析技术乃至高分辨率蛋白质组学等先进技术也应运而生。
我们利用单细胞转录组多组学、蛋白质组学等技术来探究两个问题：一是我们的肾脏类器官组织是否类似人类胎儿肾脏；二是其中是否含有我们不希望出现的细胞类型。我们既要评估它们模拟人类肾脏的准确性，也要确保它们不会产生我们不希望看到的结果。毕竟，如果将来要将其用于治疗，我们必须警惕其安全性。我们除了一直在使用这些技术，也在广泛应用基因编辑技术。基因编辑不仅帮助我们构建新的遗传模型，还让我们能够监测组织发育过程中的各种变化。
《肾医线》
您在讲座中提及了利用来自患者的以及经过基因编辑的干细胞系，以在体外模拟人类肾脏疾病的特征。您能进一步解释这种方法的实际应用及其潜在的优越性吗？
Little教授：基因编辑是一个很好的工具，当我们从可能存在基因突变的患者身上提取干细胞并在培养皿中培养时，这实际上是一种非常人工化的模型。我们需要确保我们看到的是由疾病引起的，而非模型所致。
通过基因编辑，我们能够直接修正患者体内的突变，使得干细胞系在其他方面保持不变，但已通过基因编辑修正了突变。随后，我们将患者与其基因修正后的细胞系进行对比，这就构成了一个非常出色的对照。这是基因编辑的一种极为有用的应用方式。
此外，在许多情况下我们也会发现，收集到足够数量的患者来研究同一基因上的多种不同突变是非常具有挑战性的。以先天性肾病综合征为例，同一个基因上可能出现多种不同的突变。要找到这么多患者非常困难，但我们可以对一个正常细胞进行基因编辑，利用基因编辑人工创造出一群“患者”，然后直接在相同的遗传背景下对他们进行比较。
《肾医线》
考虑到您所提及的多种挑战，例如细胞成分的缺失、非预期的脱靶效应、质量控制难题，以及肾单位结构成熟度和组织扩展规模的限制，您认为我们应该采取哪些具体的研究策略或技术革新来应对这些问题，并进一步推动肾脏类器官在药物研发和组织工程领域的应用？
Little教授：肾脏类器官在许多方面还有待完善，但具体改进方向取决于其应用目的：是用于药物开发、细胞治疗还是组织工程。
在组织工程领域中，我们必须格外小心，确保没有脱靶细胞的存在。这意味着我们要充分了解细胞如何向肾脏方向分化，努力剔除分化错误的细胞，确保在移植时我们获得的是有活力、功能正常且连接良好的肾单位，其中不包含我们不需要的细胞类型。为实现这一目标，需要对实验方案进行大量的优化，以及进行多次的迭代分析。
而在疾病模型和药物开发方面，我们面临着截然不同的挑战。几乎任何药物开发都需要能够对多种不同条件进行筛选。在这种情况下，我们必须能够对所筛查的任何疾病状态进行小型、快速且灵敏的检测，以便测试大量的化合物。有时，这可能需要我们制作肾单位某一部分的简化版，或者将其制作得非常小，或者使其具备高度的可扩展性。如今，我们已经成功制作出肾单位，接下来的任务是对其进行简化，这样我们就可以将药物筛选集中在那些受疾病影响的特定细胞上。
《肾医线》
您如何看待开展国际合作来抗击肾脏疾病尤其是慢性肾脏病？
Little教授：我认为，我们作为全球社区的一份子，都应当发挥各自的作用。我虽定居于澳大利亚，但也在丹麦及欧洲其他地区从事研究工作，并且一直积极参与国际合作。澳大利亚地处亚太这一全球至关重要且迅速发展的区域。我深知，全球不同地区存在着不同且特定类型的肾脏疾病，尤其在遗传层面表现得尤为明显。因此，我们必须作为一个全球社区共同努力，共同应对这些挑战。特别是对于罕见病，新药研发的成本极为昂贵，我们需要汇聚全球的患者群体，来深入了解疾病，并找到适合临床试验的患者，以便将新药成功推向市场。
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（来源：《肾医线》编辑部）
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