關鍵詞：原代腎細胞，腎近端小管上皮細胞，腎小管上皮細胞，腎小球內(nèi)皮細胞，腎系膜細胞，腎足細胞，Primary Kidney Cells, Renal Proximal Tubule Epithelial Cells，RPTECs ， PTCs，Renal Tubular Epithelial Cells，RTECs，Glomerular Endothelial Cells，GECs，Mesangial Cells，MCs，Podocytes

腎臟（Kidney）是機體的重要器官，其功能涵蓋清除體內(nèi)代謝產(chǎn)物、某些廢物、毒物，以及重吸收保留水分及其它有用物質(zhì)，促進新陳代謝等。原代腎細胞（Primary Kidney Cells）是直接分離自動物腎臟組織的細胞，保留了天然的組織特性，是腎臟疾病機制和藥物開發(fā)等研究中不可替代的體外模型。在腎臟疾病相關藥物研發(fā)中，siRNA療法是目前研究的熱點。siRNA等小核酸藥物在治療肝病方面已表現(xiàn)出顯著的臨床研究熱情，這主要得益于GalNAc介導的肝靶向siRNA遞送系統(tǒng)的成功應用，而對于肝外遞送系統(tǒng)，比如腎臟siRNA遞送，近年來已取得了顯著進展，但仍面臨靶向性、穩(wěn)定性和安全性等挑戰(zhàn)。這種擴展主要歸因于遞送平臺和給藥方式的創(chuàng)新，而原代腎細胞則是腎臟siRNA遞送研究的重要工具。

原代腎細胞（Primary Kidney Cells）主要包括腎小管細胞（Renal Tubular Cells）、腎小球內(nèi)皮細胞（Glomerular Endothelial Cells，GECs）、腎系膜細胞（Mesangial Cells ，MCs）及腎足細胞（Podocytes）等。本文將簡要介紹各原代腎細胞的特點及功能，以供參考。

01    原代腎細胞特點及功能

腎皮質(zhì)細胞（Renal Cortical Cells）

腎額狀切面后，其外層色深部分，叫腎皮質(zhì)（Renal Cortex）。皮質(zhì)包繞髓質(zhì)，含有豐富的血管，肉眼觀察呈顆粒狀，主要由腎小體（Renal corpuscle）和腎小管（Renal tubule）構成，主要承擔濾過、重吸收及分泌功能‌。腎小體是形成原尿的主要結(jié)構，近似球形，直徑約為200μm，其中央部分是毛細血管組成的腎小球，腎小球外面緊包腎小囊。腎小管是腎單位的一部分，系一細長的單層上皮管道，長約50mm，寬20～50μm，上端緊接腎小球末端為集合管，其外表面有一層連續(xù)的基底膜，腎小管的上皮細胞息于其上。

腎皮質(zhì)細胞主要包括腎小球內(nèi)皮細胞（Glomerular Endothelial Cells，GECs）、腎小管上皮細胞（Renal Tubular Epithelial Cells，RTECs）、成纖維細胞和血管內(nèi)皮細胞等。

腎小球內(nèi)皮細胞構成了腎小球毛細血管壁，具有窗孔結(jié)構（直徑70-100nm），允許血漿成分快速濾過。具有調(diào)節(jié)血流動力學（通過NO釋放），參與免疫細胞浸潤（如狼瘡性腎炎中的白細胞黏附）等功能。

腎小管上皮細胞是腎小管的外層細胞，能夠重新吸收糖和氨基酸，并將其他非營養(yǎng)物質(zhì)排入尿液中，在腎功能中扮演著關鍵角色。在代謝和炎癥性疾病中，腎小管上皮細胞是主要的損傷部位。這些細胞可以分泌多種炎癥介質(zhì)，包括細胞因子和趨化因子，并通過產(chǎn)生IL-8來促進白細胞的分化，積極參與急性炎癥過程。此外，腎小管上皮細胞是腎臟siRNA遞送研究的關鍵細胞類型之一。

成纖維細胞可分泌促紅細胞生成素（EPO），而皮質(zhì)區(qū)血管內(nèi)皮細胞則可以參與局部血流調(diào)節(jié)。

因此，腎皮質(zhì)是腎臟外層的核心功能區(qū)域，研究腎皮質(zhì)細胞有助于解析腎單位整體功能調(diào)控機制。研究皮質(zhì)細胞的異質(zhì)性（通過單細胞測序）可揭示不同區(qū)域（如皮質(zhì)淺層與深層）的功能分工，為代謝綜合征相關腎病提供機制線索。

腎近端小管上皮細胞（Renal Proximal Tubule Epithelial Cells）

近端小管是腎小管的起始部分，位于腎皮質(zhì)迷路內(nèi)，分為‌曲部‌（近曲小管）和‌直部‌（近直小管）‌。曲部高度彎曲，直部延伸至髓質(zhì)，共同構成腎小管的主要重吸收結(jié)構。

腎近端小管上皮細胞（Renal Proximal Tubule Epithelial Cells）具有密集的微絨毛（形成刷狀緣）、側(cè)突和質(zhì)膜內(nèi)褶，這些結(jié)構顯著擴大了細胞表面積，促進物質(zhì)高效重吸收。腎近端小管細胞含大量線粒體，可為主動運輸供能；基底膜側(cè)質(zhì)膜內(nèi)褶發(fā)達，形成基底縱紋，增強物質(zhì)轉(zhuǎn)運能力。腎近端小管細胞的核心功能如下：

（1）物質(zhì)重吸收：幾乎全部葡萄糖、氨基酸、蛋白質(zhì)及70%水分和鈉離子在此重吸收‌。

（2）電解質(zhì)調(diào)節(jié)‌：通過鈉-氫交換（NHE3）等機制調(diào)控鈉、氯、碳酸氫鹽平衡，維持酸堿穩(wěn)態(tài)。

（3）代謝產(chǎn)物排泄‌：主動分泌有機陰/陽離子轉(zhuǎn)運蛋白（如OAT1/3,OCT1/2），參與藥物清除及毒素排泄（如圖1所示）。

（4）蛋白質(zhì)回收‌：通過胞吞作用回收-腎小球濾過的微量蛋白質(zhì)（如β2-微球蛋白），防止蛋白尿‌。‌‌‌

圖1 轉(zhuǎn)運蛋白在腎近端小管細胞中的分布（來源：腎臟有機陰離子轉(zhuǎn)運體介導的中藥腎毒性研究進展）

腎近端小管細胞擁有龐大的轉(zhuǎn)運系統(tǒng)和豐富的生物轉(zhuǎn)化酶，對外源性毒物的損害特別敏感，是藥物腎毒性損傷最常見的部位，是研究藥物腎毒性可靠的細胞模型。目前腎近端小管細胞正廣泛用于藥物腎損傷的機制、先導化合物的篩選和系列化合物腎毒性的比較研究。

腎小球內(nèi)皮細胞（Glomerular Endothelial Cells，GECs）

腎小球內(nèi)皮細胞（Glomerular Endothelial Cells，GECs）是由間充質(zhì)細胞分化發(fā)育、襯貼于腎小球血管腔的單層扁平上皮細胞，是腎小球的固有細胞之一，與系膜細胞、足細胞共同維持腎小球濾過屏障功能。

腎小球內(nèi)皮細胞示意圖  

腎小球內(nèi)皮細胞的核心功能如下：

（1） 濾過屏障作用：作為腎小球濾過膜的首道屏障，通過物理孔徑（窗孔）和電荷選擇性阻攔血細胞及大分子物質(zhì)（如白蛋白）進入原尿‌。

（2） 代謝與信號調(diào)控：合成并釋放多種活性物質(zhì)，包括凝血因子Ⅷ、血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（ACE）、內(nèi)皮素（ET）及一氧化氮（NO），參與調(diào)節(jié)血管張力、凝血和炎癥反應‌；表達血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）及其受體，調(diào)控腎小球血管生成及通透性‌。

（3） 免疫與炎癥調(diào)節(jié)：通過表面分子（如MHC-Ⅱ類抗原）參與免疫應答，在腎小球腎炎、移植排斥等病理過程中起關鍵作用‌。

此外，腎小球內(nèi)皮細胞也參與腎臟的損傷和疾病機制：

（1） 急性腎損傷‌：缺血或毒素導致腎小球內(nèi)皮細胞窗孔閉合、毛細血管腔面糖萼脫落，引發(fā)濾過率下降和蛋白尿‌。

（2） 慢性腎病‌：持續(xù)炎癥或代謝異常（如糖尿?。┛梢鹉I小球內(nèi)皮細胞凋亡、基底膜增厚，加速腎小球硬化。

（3） 遺傳性腎炎：如Alport綜合征中，IV型膠原基因突變導致基底膜結(jié)構異常，間接影響腎小球內(nèi)皮細胞穩(wěn)定性。

由此可見，腎小球內(nèi)皮細胞通過獨-特的窗孔結(jié)構和代謝活性，在濾過、免疫調(diào)節(jié)及病理進程中發(fā)揮關鍵作用‌。其損傷與多種腎小球疾病密切相關，是腎病機制研究與治療的重要方向。

腎系膜細胞（Mesangial Cells ，MCs）

腎系膜細胞（Mesangial Cells ，MCs），即腎小球系膜細胞，又稱球內(nèi)系膜細胞、間充質(zhì)細胞或血管系膜細胞，是腎小球內(nèi)的固有細胞，分布于毛細血管袢之間，呈星形多突起結(jié)構，胞質(zhì)豐富，核較小且染色深‌。電鏡下可見其細胞器發(fā)達，含大量微絲束，具有平滑肌細胞特征。‌

腎系膜細胞的核心功能如下：

（1） 基質(zhì)分泌與結(jié)構支持：分泌系膜基質(zhì)（如纖維連接蛋白、層粘連蛋白），構成腎小球毛細血管網(wǎng)的支撐框架。

（2） 吞噬與代謝：清除血漿大分子物質(zhì)（如免疫復合物）和細胞碎片，維持腎小球內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定。

（3） 血流動力學調(diào)節(jié)：通過收縮和分泌血管活性物質(zhì)（如血管緊張素Ⅱ、內(nèi)皮素）調(diào)控腎小球濾過率。

（4） 信號調(diào)控：通過分泌TGF-β、PDGF等細胞因子，參與炎癥反應和纖維化過程。

此外，腎系膜細胞異常增殖或基質(zhì)過度沉積是多種腎臟疾病的核心病理特征，例如：

（1） 系膜增生性腎炎‌：早期表現(xiàn)為系膜細胞增殖和基質(zhì)增多，進展可致腎小球硬化。

（2） ‌IgA腎病‌：免疫球蛋白易沉積于系膜區(qū)，需通過腎穿刺觀察系膜細胞變化輔助診斷。

（3） 糖尿病腎病：高血糖誘導細胞氧化應激，導致基質(zhì)合成增加。

由此可見，腎系膜細胞的功能異常與多種腎臟疾病直接相關，其形態(tài)和活性變化常作為病理評估的關鍵指標。‌‌‌

腎足細胞（podocytes）

足細胞（podocytes），也稱為腎小囊臟層上皮細胞，是腎臟中腎小球的一個重要組成部分。它們附著于腎小球基底膜（GBM）的外側(cè)，與血管內(nèi)皮細胞和腎小球基膜一起構成了腎小球血液濾過屏障。足細胞呈星型多突狀，胞體伸出初級和次級足突，相鄰足突交錯形成裂孔膜（直徑約25nm），是血漿蛋白濾過的最后屏障。

足細胞示意圖 

足細胞的核心功能如下：

（1） 濾過屏障‌：裂孔膜表面的陰離子外衣（如硫酸蛋白多糖）構成電荷屏障，阻止血漿蛋白漏出。

（2） 動態(tài)調(diào)節(jié)濾過功能：通過收縮或擴張足突改變裂孔大小，調(diào)節(jié)腎小球濾過率。

（3） 結(jié)構支持‌：通過肌動蛋白等調(diào)節(jié)GBM張力，維持毛細血管結(jié)構穩(wěn)定，并動態(tài)調(diào)節(jié)濾過面積‌。

（4） 代謝作用‌：分泌GBM成分（如IV型膠原）及降解酶（如MMPs），參與基底膜代謝平衡‌。‌‌

足細胞損傷可導致多種腎臟疾病，例如：

（1） 微小病變性腎?。∕CD）：足細胞足突廣泛融合，激素治療敏感。

（2） 局灶性節(jié)段性腎小球硬化（FSGS）：足細胞凋亡導致瘢痕形成，預后較差。

（3） 糖尿病腎?。焊咛钦T導足細胞轉(zhuǎn)分化（EMT），喪失特異性標記物（如WT1）。

總之，足細胞在腎臟中起著至關重要的作用，與腎臟疾病的發(fā)生和發(fā)展密切相關。對足細胞的研究有助于深入了解腎臟疾病的發(fā)病機制，為疾病的預防和治療提供新的思路和方法。

綜上所述，腎臟作為機體重要的器官，承擔著排泄代謝廢物、調(diào)節(jié)體液平衡、維持電解質(zhì)和酸堿平衡、內(nèi)分泌、免疫以及代謝等多重功能，對維持機體內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定起著至關重要的作用。其功能依賴于腎皮質(zhì)細胞、腎近端小管細胞、腎小球內(nèi)皮細胞、腎系膜細胞及腎足細胞等多種細胞的協(xié)同作用。同時，腎臟是許多腎相關疾病的目標器官，而腎臟細胞是siRNA藥物的腎臟靶向遞送研究的重要材料。因此，研究這些關鍵細胞對于揭示腎臟核心功能調(diào)控機制，構建腎臟疾病發(fā)生發(fā)展的完整圖譜，開發(fā)相關藥物及推動精準醫(yī)學與再生醫(yī)學發(fā)展都具有重要的意義。

02    IPHASE相關產(chǎn)品

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