《细胞-干细胞》:宾大团队成功培育功能性肾上腺类器官,开启细胞替代治疗新路径-肽度TIMEDOO

在人体肾脏上方,坐落着两枚胡桃大小的内分泌腺——肾上腺。它们分泌的皮质醇(Cortisol)被称为“压力激素”,是维持人类生存、调节代谢及应对感染与创伤的核心要素。然而,由于肾上腺深藏于腹膜后间隙,科学家对其发育逻辑与功能稳态的了解长期受限。

近日,发表在《细胞-干细胞》(Cell Stem Cell)上的一项研究带来了突破。由宾夕法尼亚大学兽医学院 Kotaro Sasaki 与 Michinori Mayama 领导的研究团队,成功利用实验室培养的类器官(Organoid)系统,精准重现了人类肾上腺皮质(Adrenal cortex)的复杂组织结构与内分泌功能。这一进展不仅为内分泌学基础研究提供了强力平台,更因其具备自主分泌皮质醇的能力,为肾上腺疾病的再生医学疗法奠定了关键基石。

技术攻坚:从“形似”到“神似”的跨越

肾上腺皮质具有高度特化的分层结构,不同区域担负着截然不同的激素合成任务,这使得在体外模拟其发育过程极具挑战。此前,Sasaki 团队曾尝试利用诱导多能干细胞(iPSCs)培育初步的类器官模型,但早期的尝试仅能实现细胞类型的初步分化,却无法产生核心功能分子——皮质醇。

在本次研究中,团队采取了缜密的“步进式”重构策略:

  1. 捕捉发育关键信号: 团队首次明确了不同细胞群体间的动态交互,特别是发现了来自被膜(Capsule)——包绕在肾上腺外的薄层结缔组织——的诱导信号。这些信号对于建立并维持产生激素的祖细胞群至关重要。

  2. 三维自组织构建: 在前临床模型中,当这些特化细胞被按比例组合后,它们能够自发组织成类似于胚胎期肾上腺的分层 3D 结构。

  3. 内分泌功能激活: 令人振奋的是,该类器官对促肾上腺皮质激素(ACTH)表现出高度灵敏的生物学反应。在接收到这一来自大脑的“压力指令”后,类器官能够合成并分泌皮质醇及雄激素。

临床变革:终结终身激素替代疗法的曙光

这项研究对治疗原发性肾上腺功能不全(如艾迪生病,Addison's disease)具有革命性潜力。目前,此类患者必须依赖终身的皮质类固醇替代疗法。然而,人工补给难以精确模拟人体自然的激素脉冲节律,常导致代谢紊乱、骨质疏松等多种并发症。

Michinori Mayama 博士指出:“类器官技术为一种全新的模式——细胞替代疗法(Cell replacement therapy)打开了大门。未来,我们有望将患者对药物的终身依赖,转变为‘一劳永逸’的细胞移植治愈方案。”

展望:从皮质醇到血压调节的“圣杯”

除了开发针对肾上腺功能减退的新药筛选平台(如针对皮质醇过剩的库欣综合征),该系统还具备极高的科研拓展价值。

Kotaro Sasaki 教授表示,团队的下一个攻关目标是重现肾上腺发育的更成熟阶段,特别是培育出能够产生醛固酮(Aldosterone)的特定细胞。醛固酮是调节血压与电解质平衡的关键阈值,其功能异常与数以亿计的高血压患者密切相关。通过构建更完整的肾上腺全功能模型,科学家有望在分子水平上彻底厘清内分泌失调的致病机理。

参考文献:Michinori Mayama et al, Modeling human prenatal adrenocortical functional zonation dynamics from pluripotent stem cells, Cell Stem Cell (2026). DOI: 10.1016/j.stem.2026.02.002

编辑:周敏

排版:李丽