在接近出生的時候，控製腎元祖細胞命運的DNA藍圖發生了巨大的變化，使這些細胞認為它們自己準備好維持腎髒功能，而不是自我更新。
在一項新的研究中，來自杜蘭大學的研究人員發現了一種新的機製，它可能解釋了為何由近百萬個過濾單元組成的人類腎髒在出生後停止產生新的過濾單元。相關研究結果於2022年4月在線發表在Journal of the American Society of Nephrology期刊上，論文標題為“Single-Cell Chromatin and Gene-Regulatory Dynamics of Mouse Nephron Progenitors”。
了解這一過程可能有助於科學家們設計新的療法來治療那些早產且器官發育不全的慢性腎髒疾病兒童。出生缺陷和遺傳性疾病是導致5歲以下兒童腎髒衰竭的主要原因。
在論文通訊作者、杜蘭大學醫學院兒科係教授兼主任Samir El-Dahr博士的領導下，這些作者利用小鼠模型來描述胎兒腎元祖細胞(nephron progenitor cell, NPC)分化為成熟腎髒細胞時發生的情況。如果能在基因層麵上了解這一點，科學家們也許能夠對其他幹細胞的進行重編程，以便發現一種修複或完全再生受損腎髒的方法。
El-Dahr說，“我們的腎髒都有有限數量的過濾單元，早產兒在出生後停止產生這些過濾單元，這就是為什麼他們最終會患上慢性腎髒疾病。我們想弄清楚的是，是什麼阻止了早產兒產生新的過濾單元，這將使我們更接近於開發治療方法，使我們能夠讓舊的細胞恢複活力，使它們更年輕，這可能有助於早產兒在出生後繼續製造腎細胞至少一周。”
為了進行這項新的研究，El-Dahr和他的團隊從小鼠身上分離出腎元祖細胞，同時對這些細胞中調節基因功能的構成和 DNA 藍圖進行了表征。他們分析了DNA的哪些部分和基因在這個過程中是活躍的，哪些是不活躍的。這是第一次將這種單細胞技術應用於研究腎髒細胞發育。
令人吃驚的是，這些作者發現，在接近出生的時候，控製腎元祖細胞命運的DNA藍圖發生了巨大的變化，使這些細胞認為它們自己準備好維持腎髒功能，而不是自我更新。
El-Dahr說，這些作者計劃探索使用CRISPR和其他技術來操縱DNA的部分，試圖使腎元祖細胞恢複活力進入一種更自我更新的狀態。
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