本文摘要：肾脏是人体十分最重要的新陈代谢器官，继续执行着过滤器血液的起到，将一些不必须的废物以尿液的形式排泄。

肾脏是人体十分最重要的新陈代谢器官，继续执行着过滤器血液的起到，将一些不必须的废物以尿液的形式排泄。肾小球是肾脏中基本的过滤器单元，人工修建这种“肾小球”模型是一件十分有挑战的事情。来自哈佛大学的科学家们解决问题了这一挑战，他们首度在器官单芯片技术中，构建了第一个体外人类肾小球模型的工程化。研究公开发表在了《NatureBiomedicalEngineering》上。

肾小球的独有过滤器功能来自于独有的结构细胞。肾小球内有三种固有细胞：系膜细胞、内皮细胞、脚细胞。脚细胞（podocyte）是坐落于肾小球毛细血管基底膜外侧的脏层上皮细胞，因其胞浆在基底膜表面构成纤毛样凸起而故名。

脚细胞的突飞猛进牙环绕着毛细血管，脚突之间的裂孔膜是肾小球肾小球的最后一道屏障，切断蛋白质、红血球、血小板等大分子，容许小分子如水分、盐类及糖类以及其他类型的新陈代谢废弃物通过，更进一步构成尿液。脚细胞很更容易被药物所受损，因而对于以肾脏疾病为目标的研究来说，意义根本性。想创建一个肾小球的模型，了解观测其功能，或者用作展开药物的肾功能安全性评价，脚细胞一个十分好的切入点。

由于脚细胞更为薄弱，在很长的时间里，科学家们仍然企图通过干细胞来使这种脚细胞需要工程化，但是，成熟期的需要工程化的脚细胞群此前仍然难以获得。来自哈佛大学威斯研究所的DonaldIngber博士构建了这一突破，他的团队将人类诱导的多功能干细胞（iPS）分化成成熟期的脚细胞，有效率可以多达90％。成熟期的工程化的脚细胞是肾小球芯片的最重要前提。

最初，研究人员尝试用生物材料来增进细胞系的功能化，但是告终了。之后他们开始改变思路，仍然是意味着加到可溶性因子，而是将粗胞外基质（ECM）的关键作用考虑到在内，不仅如此，研究人员还考虑到了肾小球中的类似环境，指导细胞和的组织分化的机械力在其中也有最重要的起到。

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