肾脏是人体中的重要代谢器官，它有过滤血液的作用，基本功能是生成尿液，借以清除体内代谢产物及某些废物、毒物，同时经重吸收功能保留水份及其他有用物质。罹患肾病如尿毒症等，将直接威胁生命，现有的医疗手段无法治愈，只能等待健康肾源。

       近日，哈佛大学的一个研究所，将人类诱导多能干细胞分化成了成熟的肾小球足细胞，有效率可以超过 90%。这意味着哈佛大学利用干细胞，实现了第一个体外人类肾小球模型的工程化。

       肾小球是肾脏中基本的过滤单元，人工建造这种“肾小球”模型是一件非常有挑战的事情。肾小球的独特过滤功能来自于它独特的结构细胞。肾小球里有三种固定细胞类型：系膜细胞、内皮细胞、足细胞。足细胞（podocyte）在肾小球毛细血管基底膜外侧，在基底膜表面形成伪足样突起，这也是它名字的由来。足细胞足突之间的裂孔膜，就是肾小球滤过的最后一道屏障。这道屏障会阻断蛋白质、红血球、血小板等大分子，允许小分子的代谢废弃物通过并形成尿液。想要建立一个肾小球的模型，探测它的功能，或者通过它进行药物测评，足细胞是一个非常好的切入点。

       足细胞很脆弱，而科学家们一直试图通过干细胞来使这种足细胞能够工程化。哈佛大学威斯研究所实现了这一突破。Donald Ingber 博士团队将人类诱导多能干细胞（iPS）分化成了成熟的足细胞，并且有效率可以超过 90%。

       成熟的工程化的足细胞是肾小球芯片的重要前提。研究的第一作者 Samira Musah 表示，“我们的方法不仅使用了指导胚胎肾发育的可溶性因子，而且通过细胞外基质组分对干细胞进行生长和分化，这些组分在肾小球血液分离的膜上和泌尿系统中也含有，我们更加密切的模仿足细胞被诱导和成熟的自然环境。”

       研究人员成功地在微流体控制芯片上诱导了干细胞的分化过程。研究的第一作者 Samira Musah 认为这项发现在未来可以帮助工程师们开发更先进的人体器官模型。目前，这个研究团队正在运用干细胞分化出的肾小球来研究肾脏疾病的机制，替代动物模型，从而用于治疗方案的开发。

       由于在许多肾脏疾病中肾小球足细胞已损坏或丧失，人类的诱导多能干细胞来源的足细胞也有望用于相关疾病的细胞治疗和再生医学。人体外第一个肾小球的诞生，对于由于疾病和衰老导致肾脏问题的患者来说，是一个全新的希望。