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[大学生论坛]:Building a Kidney

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Tantalus 发表于 2019-1-4 22:01:34 | 显示全部楼层 |阅读模式
Building a Kidney

Building a Kidney is a National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases-led consortium to optimize approaches for the isolation, expansion, and differentiation of appropriate kidney cell types and the integration of these cells into complex structures that replicate human kidney function. The ultimate goals of the consortium are two-fold: to develop and implement strategies for in vitro engineering of replacement kidney tissue, and to devise strategies to stimulate regeneration of nephrons in situ to restore failing kidney function. Projects within the consortium will answer fundamental questions regarding human gene expression in the developing kidney, essential signaling crosstalk between distinct cell types of the developing kidney, how to derive the many cell types of the kidney through directed differentiation of human pluripotent stem cells, which bioengineering or scaffolding strategies have the most potential for kidney tissue formation, and basic parameters of the regenerative response to injury. As these projects progress, the consortium will incorporate systematic investigations in physiologic function of in vitro and in vivo differentiated kidney tissue, strategies for engraftment in experimental animals, and development of therapeutic approaches to activate innate reparative responses.
“肾脏建立”是由国家糖尿病、消化和肾脏疾病研究所牵头的联盟组织,旨在优化合适肾细胞类型的分离、扩增和分化方法和把这些细胞整合成复制人类肾脏功能的复杂结构。联盟的最终目标是双重的:一是肾组织置换体外工程策略的制定与实施,二是制定策略,在原位刺激去甲肾上腺素的再生,以恢复衰竭的肾功能。该联盟内的项目将回答有关人类基因在发育中肾脏中的基本问题,即发育中的不同细胞类型之间的基本信号串扰,以及如何通过定向分化人多能干细胞获得多种类型的肾脏,其中生物工程或支架策略对儿童最有潜力。组织形成和损伤再生反应的基本参数。随着这些项目的进展,该联盟将系统地研究体外和体内分化的肾组织的生理功能,以及在体外植入肾组织的实验动物,以及开发治疗方法来激活先天的修复反应。
Keywords: Regeneration, Organogenesis, Organoid, Directed differentiation
关键词:再生、器官行成、细胞器、定向分化
By current clinical definitions, approximately 10% of the adult population of the United States suffers from CKD.
根据目前的临床定义,大约10%的美国成年人患有慢性肾脏病。1 Epidemiologic studies suggest a similar incidence worldwide, and as populations age it is clear that finding new therapies for kidney disease is a global health care priority.Kidney disease and injury affect diverse renal structures. Some, such as the proximal tubule, are regenerative and show highly proliferative complementary strategies that have the potential to transform our approach to treating kidney disease and solving the kidney shortage crisis. The first is to engineer and engraft new kidney tissue. The second is to identify endogenous repair and regeneration processes in the injured kidney that can be exploited therapeutically. 
流行病学研究表明,世界范围内也有类似的发病率,而且随着年龄的增长,找到肾脏疾病的新疗法显然是全球卫生保健的优先事项。肾脏疾病和损伤影响多种肾脏结构。其中一些,如近端小管,是再生的,表现出高度增殖的互补策略,具有潜在的转运能力。我们的方法是治疗肾脏疾病,解决肾虚危机。第一种是改造和移植新的肾组织。第二是确定损伤肾的内源性修复和再生过程,这些过程可以被治疗性地利用。


Clues from Kidney Development: Generating Complex Kidney Structures from Human iPSCs
肾发育的线索:从人IPSCs中生成复杂的肾脏结构

Within the consortium, protocols on the basis of recapitulating renal development have been adopted to coach human iPSC lines to form human kidney organoids.5–8 These organoids have been shown to contain all of the anticipated components of the fetal human kidney, including patterned and segmented nephrons, collecting ducts, renal interstitium, and endothelium (Figure 2).8 As with protocols for the directed differentiation of iPSC to other human tissues (reviewed in Clevers9), morphology and gene expression analysis suggests that kidney organoids represent first trimester human tissue.8 The presence of derivatives of all major progenitors (cap mesenchyme, ureteric bud, vascular progenitors, and stroma) suggests that these organoids could represent a promising source of human kidney tissue, although nephrons within the organoids are not fully differentiated and lack functioning vasculature.
在该联盟内,已采用了以重组肾发育为基础的协议来指导人类iPSC线形成人类肾脏器官。5-8这些类有机物已被证明是有缺陷的。所有预期的胎儿肾脏成分,包括有图案的和分段的软化带,集合管,肾间质和内皮(图2)。他指导IPSC向其他人体组织的分化(见Clevers9),形态学和基因表达分析表明,肾脏器官代表了孕早期人类组织。对所有主要祖细胞(帽间充质、输尿管芽、血管祖细胞和基质)衍生物的研究表明,这些器官可能是人类肾脏组织的一个有前途的来源。虽然细胞器内的肾上腺素没有完全分化,缺乏正常的血管。

信息来源:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5407737/
学号:3151204001
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