在过去的几年里，人们对利用诱导多能干细胞（iPSC）再生人类肾组织的想法产生了极大的兴趣。这一领域的进展主要依赖于动物模型，特别是对于小鼠的研究，希望能明确生成肾脏的细胞类型以及相互作用。

    单细胞转录组学也有了长足的进展，对于正在发育中的人类肾脏，可以通过单细胞转录组学可以实现精准表达；与此同时，iPSC 可通过定向分化来提供细胞。对这些等效细胞的研究，概括了整个发育过程。
    来自澳大利亚墨尔本大学儿科系 & 解剖与神经科学系 Melissa H. Little 教授对 2019 年肾脏病领域的干细胞研究进行了总结。
    2019 年一个重要的发现就是见证了诱导多能干细胞（iPSC）衍生肾单位祖细胞的产生，对于在类肾器官中肾单位形成有了更多理解。而对斑马鱼再生的基础研究则为我们如何利用 iPSC 衍生细胞在体内再生人肾单位提供了非常重要的信息。
    一、肾单位祖细胞参与肾脏的形成
    肾脏形成的关键细胞是肾单位祖细胞，它存在于发育中肾脏外周一些「凹」进去的地方（龛）。这些间充质细胞群不断刺激输尿管上皮，形成分支，同时自我更新，提供了形成肾单位的细胞。
    肾单位祖细胞在胎儿发育过程中持续存在，最终在小鼠肾脏中形成大约 14000 个肾单位（在人类，这个数值大约是 100 万）。在小鼠出生后不久，肾单位祖细胞就消失了；而人类在出生之前肾单位祖细胞就已经消失。因此，出生之后的肾脏无法形成新的肾单位。
    也正因为这种特性，肾单位祖细胞一直是生长发育和再生领域的研究热点。科学家一直在努力在体外重建肾单位祖细胞，一旦成功的话，那将是再生医学的突破性进展。2019 年，这些领域都有了一些新的进展。
    10 多年前，在小鼠模型中的研究表明，肾单位的上皮细胞是由表达 SIX2 帽的间充质细胞转化而来的。2019 年的研究也首次发现，在人 iPSC 来源的类肾中，其肾单位也源于表达 SIX2 的细胞。在进一步对类肾模型中肾脏发生的时机进行研究时，通过基因工程对 SIX2 进行标记，发现肾单位的形成是在短时间内发生的。在类肾器官形成的晚期，仍可见到 SIX2 阳性的细胞，但此时这些细胞不再有助于肾单位的形成，这可能是由于缺乏适合干细胞的微环境（即之前说的「龛」）。
    二、新的技术帮助更好理解机制
    要营造这么一个「龛」是非常复杂的工程，很多团队都在研究体外造「龛」。在前期大量研究工作的基础上，Tanigawa 团队在 2019 报道了一种在体外维持和扩增人 iPSC 衍生肾单位祖细胞的有效方法。在这项研究中，研究人员重新评估了转化生长因子β（TGFβ）超家族的作用，证明了是激活素 A 而不是先前认为的 BMP7 可以在体外有效维持肾单位祖细胞。同时在研究中，为了剔除非肾源性 SIX2 细胞群，建立了一种更加严格的筛选方法：荧光激活细胞分类法。这种方法亦可推广至其他 iPSC 系。
    三、肾单位正确组装机制的突破
    尽管我们从 iPSC 产生人肾单位的能力有所提高，但是如何把这个肾单位「组装」到位，几乎难倒了所有人。即使在发育过程中，肾单位与输尿管上皮连接的机制仍不清楚。2019 年，在对斑马鱼的研究中，这一方面有了重大发现。
    一旦出现体重增加或者因损伤造成肾单位丢失，那么就会出现表达 lhx1a 的细胞聚集并融合到邻近的前肾小管远端。虽然这一融合现象已经很早就被发现，但是其具体机制一直不清楚。最近的研究发现，这种聚集和侵入融合需要一种 Wnt 跨膜信号，同时远端肾单位产生 Fgf4 和 Fgf10，可以「吸引」聚集的细胞群到合适的位置开始「入侵 / 融合」。
    一旦损伤造成肾单位丢失，那么这些 Fgf 配体就会上调，从而被聚集物上的 Fgfr1 受体感知，刺激斑马鱼的新肾发生。
    四、总结
2019 年，这些新的发现，推动了干细胞研究进一步深入。我们可以想象一下，有一天，我们可以直接给肾衰竭的人群注射人肾单位祖细胞，来促进新的肾脏生成。这是多么诱人的画面。但是这个目标的实现还存在非常多的困难，比如能否产生足够数量的功能性干细胞衍生肾单位等？对于「组装」的肾单位和集合系统，功能如何整合在一起？太多的未知，需要我们去探索。