在肾脏中，大量肾单位分别排列在分出大量分支的集合管末端，形成像西蓝花一样的高阶结构。此前很难仅利用ES细胞或iPS细胞形成这种高阶结构。熊本大学发生医学研究所的西中村隆一教授和谷川俊祐讲师与研究生田中悦子等人组成的研究团队，成功地仅利用ES细胞培养出了拥有高阶构造的肾脏。另外还将培养的肾组织移植到小鼠体内，确认血管能进入组织并成熟。该成果朝着培养移植用肾脏的新一代再生医疗迈出了一大步。相关内容已发布在Nature Communications的网络版上。
仅利用ES细胞培养的肾脏（图片由熊本大学的西中村隆一教授提供，未经许可，严禁转载）
肾脏通过产生尿液在维持生命方面发挥着重要作用，但是无法再生。日本有1300多万慢性肾衰竭患者，其中34万人在接受人工透析，但由于缺少供体，能进行肾移植的人非常有限。
成年人的肾脏有100万个肾单位（肾小球和肾小管），小鼠也有1万个，这些肾单位通过集合管末端相连。肾单位与集合管之间的缝隙由间质填充，间质来自间质祖细胞。间质祖细胞还负责控制肾单位的分化和输尿管芽的分支，因此没有间质祖细胞就无法形成肾脏的高阶结构。
研究团队2014年确立了利用小鼠ES细胞或人iPS细胞培养肾单位祖细胞的诱导法，2017年发布了诱导输尿管芽的方法。
此次又开发出了间质祖细胞的诱导法。
首先利用11.5天的胎鼠肾脏，确定了间质祖细胞的特征性基因簇及其发育机理。然后，确立了利用抗体分离作为间质祖细胞起源的后中间中胚层的方法，以及将其诱导为间质祖细胞的培养条件。以此为基础，开发了利用小鼠ES细胞，通过后中间中胚层诱导间质祖细胞的方法。通过将诱导的间质祖细胞与同样利用ES细胞诱导的肾单位祖细胞和输尿管芽相结合并在试管内进行培养，成功形成了肾单位排列在分出大量分支的集合管周围的肾脏固有高阶结构。
将培养的肾组织移植到免疫缺陷小鼠体内后，血管进入组织并进一步成熟，对过滤功能至关重要的系膜细胞和调节血压的肾素生成细胞等特殊间质细胞也从ES细胞中分化出来。也就是说，通过确立形成肾脏所需的三个必须部分中此前缺少的第三部分（间质祖细胞）的诱导法，成功构建了完全来自多能干细胞的高阶结构肾脏。
谷川讲师表示：“移植的类器官的肾单位数量约为50~100个，增加肾单位数量并使其成熟可能还需要其他因素。另外，由于还没有形成连接尿道的输尿管，因此尿液等会聚积在集合管中。今后打算形成延伸到肾脏外的输尿管，同时确定使其进一步成熟的因子。”
西中村教授表示：“人类胎儿的肾脏无法像小鼠那样轻易用于实验，因此要使用数据库中公开的基因表达信息，希望今后1~2年能培养出来自人iPS细胞的肾脏高阶结构。”
原文：《科学新闻》
翻译编辑：JST客观日本编辑部
