[发明专利]工程化肾组织、其阵列及其制备方法

说明书

公开了包括肾间质组织层和肾上皮组织层的肾组织及其阵列，所述肾间质组织包含肾成纤维细胞和内皮细胞；所述肾上皮组织包含肾小管上皮细胞，所述肾上皮组织与所述肾间质组织层接触形成三维工程化生物学肾组织。还公开了制造和使用其的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年10月6日提交的美国专利申请62/060,416和2015年3月30日提交的美国专利申请62/140,285的优先权，将其全部公开内容通过引用并入本文。

背景技术

将新药推向市场的全部成本-从发现到临床试验到批准-通常是数亿甚至数十亿美元。这部分是因为研究的95％的实验药物在人类中不能有效和安全。肾毒性是临床试验阶段药物消耗的主要原因，该毒性的主要部位在近端小管内。

发明内容

目前的体外肾毒性模型如单层上皮细胞和体内模型如活的啮齿动物(liverodents)，不能有效预测药物在人体中的作用、毒性或代谢。例如，常规的肾细胞培养模型缺乏天然组织的复杂性，因此具有有限的预测组织水平反应的能力。此外，临床前动物试验的预测潜力受限于人与动物肾功能之间的物种特异性差异，包括对损伤的敏感性差异。需要的是具有天然样组织结构的工程化肾组织模型；具体为，具有空间组织的细胞以重现小管间质组织界面的层状结构的组织模型。这种工程化的肾组织模型将更能预测人的体内反应，并且可用于建模肾毒性，建模肾脏疾病(例如多囊肾病、感染性疾病、自身免疫性疾病、纤维化和由高血压或糖尿病引起的慢性肾脏疾病)，和建模运输(例如，大分子的分泌和/或摄取)。

本文描述的工程化组织代表肾小管间质界面的模型，其中人肾间质组织支持人肾近端小管上皮细胞以促进其最佳形态和功能。创建三维小管间质界面有助于代谢所需的药物转运蛋白和受体的正确定位，以便准确地研究小分子、化学物质、污染物或生物制剂是如何影响肾近端小管的。这代表二维单层的人或犬肾上皮细胞的更生理学相关的替代物，并且用作(或在某些情况下)替代其中肾功能的物种差异阻碍结果的解释的动物研究的辅助物。

本文所述的工程化组织提供了精确研究化合物如何影响肾近端小管的机会，以及建模涉及小管运输，细胞-细胞相互作用，和例如可能发生在慢性肾脏疾病、多囊性肾脏疾病或II型糖尿病的肾小管间质纤维化发展的致病过程。