Ziel ist es, Nierenorgane und verschiedene Modelle für akute und chronische Nierenschäden zu konstruieren. Die Methode zur Bildung von Nierenorganen erfolgt durch Aktivierung des CHIR99021-Fibroblasten-Wachstumsfaktor (FGF)-Signalwegs mit humanen embryonalen Stammzellen. Nierenorgane werden mit 20, 30 und 50 μmol/L Cisplatin stimuliert, um ein Modell für Cisplatin-induzierte akute Nierentubulusschäden zu konstruieren, und mit 30 μmol/L Cisplatin über 12, 24, 48 Stunden, um den Trends der Schädigung zu beobachten. Die Expression von Nierenschadensmarkern und Entzündungsfaktoren wird mittels Echtzeit-quantitativer reverser Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion (RT-qPCR) und immunhistochemischer Färbung (IHC) nachgewiesen. Modelle zur Induktion von Nierenfibrose mit 5, 25 mmol/L Glukose (täglicher Wechsel) und mit 25 mmol/L Glukose (kein Wechsel) über 6 Tage werden mittels Western-Blotting, RT-qPCR und IHC evaluiert. Die Organe bilden am achten Tag vorläufige röhrenförmige Strukturen und weisen am vierzehnten Tag eine optimale Form auf, die für weitere Studien verwendet werden können. Spezifische Markerfärbungen für das proximale Nierentubulus (Lektin aus Lotus corniculatus, LTL), den distalen Nierentubulus (Cadherin 1, CDH1) und den Verbindungstubulus (Uromodulin, UMOD) sowie die HE-Färbung overden die Bildung von Nierenorganen. Die Expression von KIM-1, NGAL, TNF-α, IL-1β und CCL2 steigt nach Stimulation mit Cisplatin signifikant an, was auf einen akuten Nierenschaden hinweist. Das Organ mit Cisplatin-induziertem Nierenschaden bei 30 μmol/L ist optimal, und die Expression von NGAL und KIM-1 nimmt mit zunehmender Stimulationsdauer zu. Die Expression von Oronectin, Col Ⅲ und TGF-β steigt deutlich in den beiden Modellen mit hohem Glukosegehalt an, wobei das Modell zur Simulation von Blutzuckerfluktuationen besser abschneidet als das kontinuierliche Hochglukosemodell. Fazit: Die Verwendung eines optimierten Kultivierungsprozesses kann die effiziente Konstruktion von Nierenorganen ermöglichen und für die Konstruktion von verschiedenen Modellen für akute und chronische Nierenschäden verwendet werden.

Niere; Organ; induzierte pluripotente Stammzellen; Nierenschaden durch Cisplatin; diabetische Nephropathie