從人體尿液中分離腎源細(xì)胞構(gòu)建擬腎血管單位小鼠皮下嵌合模型及其初步評價

蔣超,王超,任曉楠,周曉輝

(復(fù)旦大學(xué)附屬公共衛(wèi)生臨床中心,上海 201508)

當(dāng)前腎病特別是慢性腎病(chronic kidney disease,CKD)已成為一種全球性的疾病,為全球衛(wèi)生健康和經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域造成巨大的負(fù)擔(dān)[1]。據(jù)估計(jì),截至2017 年全球CKD 患者人數(shù)約6.9 億人,其中中國的患病率10.8%,患者人數(shù)約1.3 億人,排名全球第一位,給人民的健康和生活帶來了巨大的威脅[2]。

CKD 病因較為復(fù)雜,其致病機(jī)制需要個體化精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的深入研究。而在CKD 病程后期進(jìn)展到終末期腎病(end stage kidney disease,ESKD)的患者,目前除了進(jìn)行腎透析和腎移植,沒有其它有效的治療方案。腎透析的病人不僅要承受透析帶來的痛苦,嚴(yán)重影響了病人的生活質(zhì)量,而且還需要承擔(dān)昂貴的醫(yī)療費(fèi)用。雖然腎移植病人比較于腎透析病人有更好的生活質(zhì)量和更長的存活率,但是由于新增腎透析病人例數(shù)大于腎移植例數(shù),待移植患者數(shù)量持續(xù)增加,造成移植腎器官短缺問題[3]。據(jù)2015～2016 年的腎移植數(shù)據(jù)顯示,在腎透析患者中只有1 例患者能夠接受腎移植手術(shù)(供需比為1 ∶55～1 ∶44)[4]。而且腎移植的病人由于需要長期服用免疫抑制藥物,也會受到BK polyomavirus(BKV)感染,從而引發(fā)BKV 相關(guān)腎病、出血性膀胱炎等一系列疾病,甚至導(dǎo)致病人死亡[5]。因此,亟需為CKD 患者提供更加有效的治療方案以及解決腎移植手術(shù)后BKV 感染問題。但無論是CKD 個體化精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究還是BKV 感染都缺乏合適的體內(nèi)研究(In vivo)模型。

人源化小鼠模型(humanized mice model),即把有功能的人類基因、組織或細(xì)胞移植入小鼠體內(nèi)構(gòu)建而成,其已經(jīng)被廣泛用于人類疾病的臨床前研究和病毒感染性研究[6]。例如目前比較成熟的免疫系統(tǒng)人源化小鼠,被用于移植物抗宿主疾病(graft versus host disease,GVHD)、過敏性疾病和一些病毒感染性疾病的研究;肝人源化小鼠模型,用于肝病、藥物代謝和肝炎病毒感染性等研究;人源性組織異種移植(patient-derived xenografts,PDX)模型可用于研究、評價篩選抗腫瘤藥物,為癌癥的個體化精準(zhǔn)醫(yī)療提供了不可缺少的研究工具[7]。

目前用于CKD 個體化精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究的腎人源化小鼠模型還非常少見。因此,本研究探索了一種基于人源細(xì)胞構(gòu)建人腎血管單位皮下嵌合小鼠模型的方法,主要是將從尿液中分離的腎源細(xì)胞(其中包括了腎小管上皮細(xì)胞和集合管細(xì)胞)與MSCs和HUVECs 注射入NOD-SCID 免疫缺陷小鼠皮下構(gòu)建而成,可為CKD 等相關(guān)腎病的個體化精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究、藥物篩選和BKV 感染研究提供一種合適的人源化小鼠模型。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)動物

本實(shí)驗(yàn)選用SPF 級8 周齡NOD-SCID 雌性小鼠4 只,體重18～20 g。該小鼠購買于江蘇集萃藥康生物科技股份有限公司【SCXK(蘇)2018-0008】,并在上海市(復(fù)旦大學(xué)附屬)公共衛(wèi)生臨床中心實(shí)驗(yàn)動物部無菌隔離器中飼養(yǎng)【SYXK(滬)2020-0019】。小鼠飼養(yǎng)環(huán)境:溫度為18～25℃,濕度適宜,光照12 h,黑暗12 h,每籠3 只,自由飲水取食。本實(shí)驗(yàn)所有操作均符合上海市公共衛(wèi)生臨床中心倫理委員會的倫理批件(2019-D021)。

1.1.2 細(xì)胞

人間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)(購買于上海然其生物科技有限公司);人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVECs)(上海交通大學(xué)附屬第九人民醫(yī)院于士顏課題組饋贈);尿液中分離的腎源細(xì)胞(具體方法見后1.2.1)。

1.1.3 主要試劑與儀器

DMEM 培養(yǎng)基(11995-065,Gibco);DMEMF/12培養(yǎng)基(11320-033,Gibco);腎小管上皮增殖培養(yǎng)基REGM(CC-3190/CC-4127,Lonza);iCell 原代間充質(zhì)干細(xì)胞無血清培養(yǎng)基(PriMed-iCell-012-SF,賽百康);PBS 含鈣鎂離子(SH30256.01,Hyclone);Washing Buffer(DMEM 培養(yǎng)基、HEPES(15630106,Gibco)、GlutaMAXTM(35050-061,Gibco)、PrimocinTM(invivogen)、Rho-kinase inhibitor(Y-27632)、1%青鏈霉素);Primary Medium 基礎(chǔ)培養(yǎng)基(DMEMF/12 培養(yǎng)基、10% 胎牛血清 FBS (Gibco)、REGMTMSingleQuots (CC-4127,Lonza)、PrimocinTM(invivogen)、1%青鏈霉素);0.25%胰酶(Gibco);Villin (1D2C3)抗體(sc-58897,Santa Cruz);GATA3抗體(AF2605-SP,R&D Systems);HLA-A 抗體(ab52922,Abcam);CD13 抗體(32720 s,CST);spectrum Cytokeratin 抗體(ab9377,Abcam);高分子量 FITC-Dextran (R-FD-007);Matrigel 基質(zhì)膠(356234,Corning);Cell AdhereTMLaminin-521(77004,Stem Cell)。

生物安全柜(HR40-11B2,Thermo Fisher Scientific,美國);超凈工作臺(SW-CJ-2FD,蘇州智凈凈化設(shè)備有限公司);CO2培養(yǎng)箱(3111,Thermo Fisher Scientific,美國);冷凍離心機(jī)(Heraeus Multifuge X3R,Thermo Fisher Scientific,美國);普通離心機(jī)(TDL80-2B,上海安亭科學(xué)儀器廠);無菌隔離器;倒置相差顯微鏡(Leica,德國);熒光倒置顯微鏡(DMI-3000,Leica,德國);恒溫水浴鍋(博訊,上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠)。

1.2 方法

1.2.1 細(xì)胞培養(yǎng)

(1)腎源細(xì)胞分離與培養(yǎng):先收集健康成人尿液300～400 mL 于無菌的培養(yǎng)瓶中。在生物安全柜中將其分裝到50 mL 離心管中,2000 r/min,4℃離心10 min,棄上清剩余1 mL,然后全部移入1 個新的50 mL 離心管中;加入15～20 mL Washing Buffer,1000 r/min,4℃離心10 min,棄上清剩余0.2 mL;然后加入1 mL Primary Medium 懸浮沉淀,將其轉(zhuǎn)移到12 孔板中(預(yù)先用laminin-521 包被),再補(bǔ)入1 mL Primary Medium,接下來3 d 每天加入1 mL Primary Medium,第4 天時吸棄約4 mL 培養(yǎng)基,并補(bǔ)入1 mL REGM 增殖培養(yǎng)基,之后每天更換一半的培養(yǎng)基,培養(yǎng)14 d 左右,細(xì)胞密度80%～90%,標(biāo)記為P0 代。然后對P0 代細(xì)胞進(jìn)行1 ∶2 傳代。PBS 清洗1～2 次,0.25%胰酶,37℃,于5% CO2培養(yǎng)箱中消化5 min 后終止消化,1000 r/min,離心5 min,棄去上清,加入新的REGM 增殖培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)。

(2)間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)培養(yǎng):將凍存于液氮中的MSCs 置于37℃水浴鍋復(fù)蘇后,加入5 mL iCell原代間充質(zhì)干細(xì)胞無血清培養(yǎng)基于T-25 培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)。當(dāng)培養(yǎng)2～3 d 后細(xì)胞狀態(tài)良好,密度長滿80%～90%時,即可1 ∶2 進(jìn)行傳代。將細(xì)胞置于生物安全柜中,PBS 清洗1～2 次,0.25%胰酶消化,1000 r/min,離心5 min,棄去上清,加入5 mL 新的培養(yǎng)基并溫和的混勻細(xì)胞,置于37℃,5% CO2培養(yǎng)箱繼續(xù)培養(yǎng)。

(3) 人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVECs) 培養(yǎng):HUVECs 復(fù)蘇后于DMEM 完全培養(yǎng)基中,37℃,5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng),當(dāng)細(xì)胞匯合密度80%～90%,可1 ∶2 進(jìn)行傳代。在滅菌的生物安全柜中,無菌PBS 清洗2 遍,加入0.25%胰酶于37℃,5% CO2培養(yǎng)箱中消化2 min 后終止消化,1000 r/min,離心5 min,棄上清,加入5 mL 新DMEM 完全培養(yǎng)基,混勻細(xì)胞,置于37℃,5% CO2培養(yǎng)箱繼續(xù)培養(yǎng)。

1.2.2 皮下移植腎源細(xì)胞、MSCs 和HUVECs

將培養(yǎng)在CO2培養(yǎng)箱中生長狀態(tài)良好的腎源細(xì)胞、MSCs 和HUVECs 置于生物安全柜中,胰酶消化、離心,臺盼藍(lán)染色并用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù):分別取1.5×106個腎源細(xì)胞,1.5×106個MSCs 和1×106個HUVECs/只小鼠。然后用200 μL Matrigel 基質(zhì)膠將上面3 種細(xì)胞充分混勻,并用1 mL 的無菌注射器將細(xì)胞混合物注射入NOD-SCID 小鼠皮下。待14 d時,從隔離包中取出小鼠,通過尾靜脈注射50 mg/mL,0.2 mL 的200 × 103高分子量FITC-Dextran(1種可注射進(jìn)入血管中的綠色體內(nèi)示蹤劑,能夠在體內(nèi)血管中循環(huán)),待0.5～1 h 后處死小鼠取出移植物。

1.2.3 HE 染色

移植物10%的福爾馬林固定后,脫水、透明、石蠟包埋切片、脫蠟,梯度乙醇復(fù)水等步驟后。蘇木精染色2～3 min,自來水沖洗,鹽酸酒精溶液分化;然后用伊紅1～2 min 染細(xì)胞質(zhì),進(jìn)行脫水,中性樹膠封片,顯微鏡檢測拍照。

1.2.4 免疫組化

皮下移植物用4%的多聚甲醛固定,脫水、透明、石蠟包埋切片,然后將石蠟切片放于60℃烤箱中烤片1 h,二甲苯-Ⅰ、二甲苯-Ⅱ脫蠟處理后,依次放入無水乙醇、85%乙醇、75%乙醇、蒸餾水中。將復(fù)水后的切片置于檸檬酸抗原修復(fù)液中,于微波爐內(nèi)煮沸進(jìn)行抗原修復(fù),再用3%過氧化氫清除內(nèi)源性過氧化物酶。接下來進(jìn)行抗體孵育,首先將切片組織用5% BSA 室溫封閉1 h。加入一抗,人類白細(xì)胞抗原HLA-A(用于檢測人源血管結(jié)構(gòu));細(xì)胞角蛋白Cytokeratin(用于檢測人源小管結(jié)構(gòu))4℃冰箱孵育過夜。第2 天拿出用PBS 洗滌3 次,每次5 min。加入抗HLA-A 和Cytokeratin 的熒光二抗,室溫避光孵育1 h,PBS 洗滌3 次,每次5 min,最后用DAPI 染細(xì)胞核,封片后在熒光顯微鏡下觀察采集圖像。

1.2.5 細(xì)胞免疫熒光

將細(xì)胞鋪板于8 孔NuncTMLab-TekTM小室中,鋪板密度80%～90%。用4%組織細(xì)胞固定液或者遇冷的100%甲醇室溫固定細(xì)胞20 min,PBS 洗滌3次,每次5 min;加入0.5% TritonX-100 通透15 min,PBS 洗滌3 次,每次5 min。5% BSA 室溫封閉1 h,分別加入一抗Villin(腎近端小管上皮細(xì)胞標(biāo)記物),CD13(腎近端小管上皮細(xì)胞標(biāo)記物),GATA3(集合管細(xì)胞標(biāo)記物),4℃孵育過夜。第2 天用PBS 洗滌3 次,每次5 min,分別加入熒光二抗,室溫避光孵育1 h,PBS 洗滌3 次,每次5 min;最后加入DAPI 染色液復(fù)染細(xì)胞核,PBS 洗滌后于激光共聚焦鏡下觀察拍照。

2 結(jié)果

2.1 尿液中成功分離培養(yǎng)出腎源細(xì)胞

人類腎具有廣泛的管狀結(jié)構(gòu),如腎近端小管、遠(yuǎn)端小管、集合管等結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)人體每天大約有幾千個活細(xì)胞從腎的管狀系統(tǒng)和尿路下游部分(包括輸尿管、膀胱和尿道)隨著尿液排出體外。其中包括了腎小管上皮細(xì)胞、足細(xì)胞、尿路上皮細(xì)胞和免疫細(xì)胞等[8]。參照相關(guān)研究的培養(yǎng)方案[9],我們用特定的腎上皮細(xì)胞培養(yǎng)基(REGM 培養(yǎng)基)定向培養(yǎng),成功地培養(yǎng)出了腎源細(xì)胞。下圖是第5、7、9、11 天生長狀態(tài)良好的細(xì)胞(圖1A,1B,1C,1D)。另外也成功培養(yǎng)了HUVECs 和MSCs(圖1E,1F)。

圖1 人體尿液分離的腎源細(xì)胞和HUVECs、MSCsFigure 1 Kidney-derived cells from human urine and HUVECs,MSCs

2.2 免疫熒光檢測到尿液分離的腎源細(xì)胞中存在腎小管上皮細(xì)胞和集合管細(xì)胞

為了鑒定尿液中分離的腎源細(xì)胞組分,通過免疫熒光檢測了相關(guān)腎小管上皮細(xì)胞表面標(biāo)記物,包括腎近端小管上皮細(xì)胞表達(dá)的特異性CD13(圖2A),絨毛蛋白Villin(圖2B)和集合管細(xì)胞表達(dá)的GATA3(圖2C)。結(jié)果初步表明,本實(shí)驗(yàn)分離獲得的腎源細(xì)胞中至少包含了腎近端小管上皮細(xì)胞和集合管細(xì)胞。

圖2 腎源細(xì)胞免疫熒光鑒定Note.A.Renal proximal tubular epithelial cells.CD13 (red).B.Renal proximal tubular epithelial cells.Villin(green).C.Collecting tubule.GATA3 (red).Figure 2 Kidney-derived cells is detected by immunofluorescence

2.3 皮下移植腎源細(xì)胞、MSCs 和HUVECs 形成的移植物及人源血管單位和小管結(jié)構(gòu)的檢測

按照比例3 ∶3 ∶2,分別取1.5 ×106個腎源細(xì)胞、1.5× 106個MSCs 和1.0× 106個HUVECs,與Matrigel 基質(zhì)膠混合后移植到NOD-SCID 小鼠皮下,14 d 后取小鼠皮下移植物(圖3A)。在取出移植物之前,尾靜脈注射了高分子量的FITC-dextran(作為一種體內(nèi)的示蹤劑,可在小鼠體內(nèi)血管中隨著血液循環(huán)分布全身,用于檢測人源血管是否和小鼠血管相連通)。檢測結(jié)果如下,肉眼可見小鼠皮下形成了較小的移植塊(圖3B 和3C)。隨后分別通過HE染色和免疫熒光對該移植物進(jìn)行了分析檢測。首先通過HE 染色觀察到移植物中具有血管結(jié)構(gòu)(圖3D 中紅色箭頭所示)和小管結(jié)構(gòu)(圖3D 中綠色箭頭所示)。為了進(jìn)一步確定移植物中形成的血管和小管是否是人類來源的,隨后對其進(jìn)行了免疫熒光檢測。免疫熒光檢測結(jié)果顯示,移植物中形成的血管能夠表達(dá)人類白細(xì)胞抗原HLA-A(圖3E);而且該血管中出現(xiàn)了經(jīng)尾靜脈注射的FITC-dextran(綠色),說明該血管是人源血管并與小鼠血管相連通。同時免疫熒光也檢測到細(xì)胞角蛋白(Cytokeratin)表達(dá),而該蛋白主要表達(dá)于小管管腔上皮細(xì)胞中,證明了小管結(jié)構(gòu)的存在(圖3F)。

圖3 皮下移植物的組織病理形態(tài)、免疫熒光檢測Note.A.Schematic diagram of subcutaneous construction of human renal vascular unit mouse model.B,C.The grafts formed in the subcutaneous issue of mice.D.HE staining result of the graft.Vascular structure (red arrow),Tubular structure (green arrow).E.Immunofluorescence detection of HLAA and FITC-dextran results of the graft.Human-derived vascular structure (red arrow).F.Immunofluorescence detection of Cytokeratin result.Humanderived tubular structure (green arrow).Figure 3 Histopathological morphology and immunofluorescence detection of subcutaneous grafts

3 討論

研究發(fā)現(xiàn)人體泌尿系統(tǒng)中的一些活細(xì)胞會隨著尿液排出體外,其中包含有腎小管上皮細(xì)胞、足細(xì)胞、尿路上皮細(xì)胞和腎祖細(xì)胞等[8]。已有研究利用尿液中分離培養(yǎng)的腎源細(xì)胞建立體外細(xì)胞模型來研究相關(guān)腎疾病[10]。例如尿液來源的足細(xì)胞、腎近端小管細(xì)胞可體外建立遺傳性腎疾病Alport syndrome、遺傳性纖毛病變的細(xì)胞模型,用于疾病診斷和機(jī)制研究[11-12]。2019 年,Schutgens 等[13]用囊性纖維化病人尿液中的細(xì)胞建立了腎類器官疾病模型,并預(yù)測該類器官為臨床藥物有效性的評估提供了一定的參考性價值。該研究表明尿液來源的細(xì)胞在建立腎病類器官體外模型以及評估藥物治療效果等方面存在巨大潛力。2021 年,Wang 等[8]單獨(dú)將尿液來源的腎祖細(xì)胞,注射到經(jīng)過手術(shù)損傷的免疫缺陷小鼠原位腎中,可形成腎小管管腔結(jié)構(gòu),包括有腎近端小管、髓袢以及腎遠(yuǎn)端小管結(jié)構(gòu),但未形成人源血管結(jié)構(gòu),且也未對腎小管結(jié)構(gòu)進(jìn)行功能檢測。另外,由于該模型涉及較為復(fù)雜的腎切除的腎損手術(shù),而移植后腎功能恢復(fù)的程度還無法精確掌控,因而在可推廣性上有較大的限制。也有研究將從腎實(shí)質(zhì)中分離獲得的腎小管上皮細(xì)胞用于腎人源化小鼠模型的構(gòu)建,該實(shí)驗(yàn)最后也檢測到了相關(guān)腎小管結(jié)構(gòu)[14]。但是從腎實(shí)質(zhì)中獲取細(xì)胞需要復(fù)雜的手術(shù)操作程序,因此難以針對每個疾病個體構(gòu)建研究模型并用于個體化精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究,從而限制了其推廣。

本研究使用尿液分離的腎源細(xì)胞(包含腎小管上皮細(xì)胞和集合管細(xì)胞等),相比較于從腎實(shí)質(zhì)中分離獲得的細(xì)胞具有明顯的優(yōu)勢。除了臨床來源充足、容易獲取以外,更能代表個體的特征,反映最接近人體的生理表型,具有很大的潛力用于構(gòu)建基于CKD 病人的個體化小鼠模型,為CKD 個體化精準(zhǔn)醫(yī)療提供研究工具。在精準(zhǔn)醫(yī)療領(lǐng)域,當(dāng)前PDX模型是被廣泛用于腫瘤新藥評價篩選,藥物治療策略的選擇以及腫瘤新靶標(biāo)篩選等方面研究。該模型是直接將患者新鮮的腫瘤組織移植于免疫缺陷小鼠體內(nèi)構(gòu)建而成,能夠較好的保留原發(fā)腫瘤的異質(zhì)性和遺傳特性,具有較好的臨床結(jié)果預(yù)見性[15]。本研究構(gòu)建的模型與PDX 模型較有一定相似性,均采自人體的組織或細(xì)胞,均移植到免疫缺陷小鼠而構(gòu)建的模型。由此方法可構(gòu)建基于病人的個體化腎疾病(例如遺傳性腎病)研究模型,作為疾病藥物篩選和疾病機(jī)制研究的工具,因此可能具有較好的應(yīng)用前景。另一方面,這兩種模型也有所不同:本研究從尿液分離的腎源細(xì)胞不屬于腫瘤細(xì)胞,沒有腫瘤細(xì)胞的惡化及轉(zhuǎn)移等特性;此外其體外培養(yǎng)需要腎細(xì)胞生長所需的特殊細(xì)胞因子和培養(yǎng)基。

除了腎源細(xì)胞之外,本實(shí)驗(yàn)所構(gòu)建模型所具有的優(yōu)勢是加入了血管內(nèi)皮細(xì)胞(HUVECs)和間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)。誠然,腫瘤瘤塊等移植物接種到小鼠體內(nèi),也可由周邊小鼠血管形成增生和浸入,但這種方式對形成功能單位的組織塊并不利。而人源移植物如果能形成自身人源血管,并能與宿主小鼠的體循環(huán)相連通,對于移植入的人源細(xì)胞體內(nèi)存活,形成甚至恢復(fù)相應(yīng)的組織結(jié)構(gòu)起到非常重要的作用[14,16]。HUVECs 具有形成人源血管的能力,可在體內(nèi)形成人源血管結(jié)構(gòu)[17]。而MSCs 兼具了多向分化能力和旁分泌功能[18],通過多種旁分泌機(jī)制促進(jìn)各種組織再生,血管生成、促細(xì)胞增殖、抑制凋亡、抗炎和介導(dǎo)免疫反應(yīng)等[19]。此外相關(guān)研究也表明將血管內(nèi)皮細(xì)胞和MSCs 同時移植入免疫缺陷小鼠體內(nèi)可形成穩(wěn)定的、有功能的血管網(wǎng)絡(luò)。MSCs還可形成血管周圍細(xì)胞穩(wěn)定血管[20]。因此腎源細(xì)胞與HUVECs 及MSCs 按比例同時移植入免疫缺陷小鼠體內(nèi),更加有利于腎源細(xì)胞在宿主體內(nèi)形成與宿主小鼠循環(huán)系統(tǒng)相連通的模擬人腎血管單位的組織結(jié)構(gòu),這也是本文重要的集成創(chuàng)新點(diǎn)之一。當(dāng)然,本研究構(gòu)建的皮下嵌合小鼠模型在一定程度上模擬了腎血管單位,其成熟程度和功能還未知。因此,后續(xù)我們將進(jìn)一步開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)以及腎包膜下原位嵌合的研究,進(jìn)而對原位嵌合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)和功能的鑒定和檢測,并深入分析基因表達(dá)特征。

慢性腎病(CKD)作為全球性的重大疾病,其發(fā)病原因及病程結(jié)局復(fù)雜,亟需開展個體化精準(zhǔn)醫(yī)療相關(guān)研究;目前關(guān)于CKD 個體化精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究缺乏合適的體內(nèi)研究(In vivo)模型。人源化小鼠模型是開展人類疾病機(jī)制、藥物篩選研發(fā)等相關(guān)研究比較理想的模型。本研究構(gòu)建的人腎血管單位小鼠皮下嵌合模型有可能成為CKD 機(jī)制、藥物篩選等個體化精準(zhǔn)醫(yī)療相關(guān)研究工具之一。此外,目前對于CKD 除了腎透析和腎移植外沒有其它有效的治療方法,而腎移植則面臨著移植器官短缺和移植后BKV 感染問題[21-22]。BKV 感染是臨床上導(dǎo)致腎移植術(shù)后排斥反應(yīng)的一個重要誘因,而其感染尚缺乏特異性的治療藥物;BKV 病毒受體尚不明確,主要特異性感染人類腎中腎小管上皮細(xì)胞,進(jìn)而擴(kuò)大感染至腎實(shí)質(zhì)、其它尿路部分和血液循環(huán),從而引發(fā)BKV 相關(guān)腎病[23]。目前BKV 相關(guān)研究多為體外細(xì)胞培養(yǎng)以及基于人腎類器官的體外感染研究[13],尚缺乏合適的動物模型。本研究用腎源細(xì)胞(其中包括了腎小管上皮細(xì)胞)與MSCs 和HUVECs 構(gòu)建皮下嵌合的腎血管單位人源化小鼠模型,能夠形成與宿主小鼠相連通的人腎血管單位以及腎小管結(jié)構(gòu),在一定程度上模擬了人腎血管單位結(jié)構(gòu),從而也具有用于BKV 感染體內(nèi)研究的潛力。

總之,目前腎人源化小鼠方面的研究尚不多見。本研究提供了一種基于人體尿液中腎源細(xì)胞而構(gòu)建的皮下腎血管單位嵌合小鼠模型,可能在腎疾病的發(fā)病機(jī)制和藥物篩選等精準(zhǔn)個體化醫(yī)學(xué)研究以及腎特異的病毒感染研究等臨床前研究中具有廣闊的應(yīng)用前景。