糖尿病會損害眾多器官,其中對腎最顯著。一半以上的Ⅱ型糖尿病患者和1/3的Ⅰ型糖尿病人會發生腎功能異常。糖尿病腎病是糖尿病常見的并發癥之一,也是導致慢性腎功能衰竭的主要原因,其早期腎臟損害主要表現為高血糖引起的腎小球組織結構和濾過功能破壞,并導致蛋白尿。該病發病機制復雜,無形之中給臨床治療帶來了巨大挑戰,用LXR激動劑抑制糖尿病腎病和體外建立有效的疾病模型對深入研究其發病機制以及早期防治具有重要的意義。
用LXR激動劑抑制糖尿病腎病是日本崗山大學醫學研究生院的研究者通過研究發現治療糖尿病腎病的新方法,此項研究為糖尿病患者的腎臟健康帶來了福音。研究者通過激活一種名為X受體LXR來阻止引發炎癥相關的基因進行表達,LXR可以被藥物T0901317激活。為了證明此論斷,研究者在小白鼠身上展開了實驗。
當腎臟損傷的糖尿病小鼠給予藥物T0901317時,其腎臟功能就會得以恢復,藥物T0901317的療法可以明顯降低腎臟中骨橋蛋白和其他炎性分子的表達。實驗室腎臟細胞試驗表明,高濃度的糖分對增加骨橋蛋白的表達起了重大的作用,而骨橋蛋白被T0901317抑制。研究者Ogawa說,此項研究成果可證明LXR激動劑在抑制糖尿病腎病炎性反應中的抑制作用,而且LXR激動劑還可以抑制腎臟病變的發生。它為糖尿病腎病的有效治療提供了新方法。
近日,中國科學院大連化學物理研究所研究員秦建華領導的微流控芯片研究團隊利用器官芯片技術成功構建了一種功能化腎芯片系統,并用于模擬糖尿病腎病早期病理變化。
此項研究中,研究所成員從腎臟生理結構與功能特點出發,將前沿器官芯片技術與細胞生物學和材料學等方法相結合,通過多維分區的功能化芯片設計與構筑,創新性地構建了含有原代腎小球組織、基質成分和血管樣機械流體的動態三維腎芯片系統,以期反映近生理的腎小球微環境和功能特征。在初步研究成果的基礎上,研究人員進一步探索了高糖條件對腎小球屏障和濾過功能的影響。結果顯示,高糖刺激可誘發腎小球屏障對白蛋白濾過增加,腎小球細胞氧化應激水平增強,并出現足細胞與腎小球內皮細胞的解離與遷移,在一定程度上反映了糖尿病腎病發生過程中早期腎損害的主要病理變化特點。
此工程化的腎芯片系統不僅能模擬腎小球組織的生理微環境,而且可獲取病理條件下具有時空分辨特點的腎細胞動態遷移、上皮間質化等定量生物學信息,為進一步解析糖尿病腎病的發病機制、腎小球相關疾病研究藥物以及腎毒性評價提供了全新的思路。值得強調的是,該芯片系統首次實現了對原代腎小球組織超過2周的原位培養與功能維持,在很大程度上克服了傳統方法難以實現體外原代組織長期培養的技術瓶頸問題,為臨床開展少量腎組織分析鑒定以及轉化醫學研究提供了強有力的技術支撐。
人體器官芯片是近幾年發展起來的一種新興前沿交叉學科技術,它以前所未有的方式見證機體的多種生物學行為,在疾病機制、新藥發現和毒性預測等領域具有重要的應用前景。大連化物所微流控芯片研究團隊主要致力于器官芯片技術與生物醫學的交叉學科研究,利用工程學原理和多學科集成手段已構建了一系列功能化器官芯片系統,建立了肝、腎、腸、血腦屏障等縮微類器官模型以及多器官集成芯片體系,并開始用于生物學研究、毒性測試和肝細胞等領域。