肾上腺位于肾脏顶部，在维持健康的身体方面起着举足轻重的作用。对来自大脑的信号做出反应，腺体分泌支持血压、新陈代谢和生育能力等关键功能的激素。

患有肾上腺疾病的人，如原发性肾上腺皮质功能不全，其中腺体不能释放足够的激素，如果不治疗，可能会遭受疲劳、危险的低血压、昏迷甚至死亡。原发性肾上腺皮质功能减退症无法治愈，用于治疗它的终身激素替代疗法具有明显的副作用。

一个更好的替代方案是再生医学方法，重新生长一个能够合成激素的功能性肾上腺，并根据大脑的反馈适当地释放它们。随着《发育细胞》杂志上的一项新研究，宾夕法尼亚大学兽医学院的研究人员在培养皿中诱导干细胞分裂、成熟并承担人类胎儿肾上腺的一些功能，使这一目标更近一步。

“这是一个原理证明，我们可以创建一个在培养皿中生长的系统，该系统在发育的早期阶段功能几乎与人类肾上腺相同，”资深作者兼Penn Vet助理教授Kotaro Sasaki说。 “像这样的平台可以用来更好地了解肾上腺皮质功能不全的遗传学，甚至用于药物筛查，为患有这些疾病的人确定更好的治疗方法。

Sasaki说，他的团队的目标是使用人类诱导多能干细胞(iPSCs)，它可以产生无数不同的细胞类型，以模拟正常人类肾上腺发育的阶段。在这个过程中，细胞将被引导具有肾上腺的特征。

首先，研究人员使用了所谓的“类器官培养”系统，其中细胞首先以漂浮的聚集体形式生长三周，然后在一侧暴露在空气中的膜上生长，促进更好的存活并允许它们在三维空间中增殖。利用精心挑选的生长培养基，他们促使iPSCs在肾上腺发育过程中引发中间组织类型，即后中间中胚层(PIM)。

在验证他们培养了PIM样细胞后，研究人员开始指导这些细胞过渡到下一阶段，肾上腺皮质祖细胞样细胞，在此期间，细胞打开标记物，表明它们已经“致力于”成为肾上腺细胞。

检查肾上腺标志物的分子测定以及透射电子显微镜分析都告诉Sasaki及其同事，他们正在正确的轨道上重建类似于早期肾上腺的组织。

“我们开发的过程非常高效，类器官中约50%的细胞获得了肾上腺皮质细胞的命运，”Sasaki实验室的博士后，该研究的主要作者Michinori Mayama说。“我们在培养物中看到的具有大量粉红色细胞质和相对较小的细胞核的卵形细胞在那个阶段是非常典型的人类肾上腺细胞。

Sasaki，Mayama和研究团队的其他成员进行了许多测试，以评估他们培养的细胞的功能与人类肾上腺的功能有多接近。他们发现实验室培养的细胞产生类固醇激素，如DHEA，就像“现实生活中”的等价物一样。“在体外，我们可以生产大部分与体内产生的相同类固醇，”Mayama说。

他们还表明，它们生长的细胞可以对所谓的下丘脑 - 垂体 - 肾上腺轴做出反应，这是一种反馈回路，控制着从大脑到肾上腺的通信，然后再返回。Sasaki说：“我们使用的药物通常抑制肾上腺DHEA的产生，并表明我们的iPSC衍生的肾上腺细胞对这些药物的反应相似，激素产生明显减少。“这意味着你可以使用这个系统来筛选针对肾上腺激素产生的药物，这可能使肾上腺激素分泌过多或利用肾上腺激素促进生长的前列腺癌患者受益。

随着研究人员完善他们的系统，他们希望产生更多发生在成熟成人肾上腺中的组织类型等级。

这样的平台为更多地了解仍然神秘的肾上腺提供了机会。Sasaki特别指出，它可以被用来探测肾上腺皮质功能不全以及其他疾病(如肾上腺癌)的遗传基础。最终，用于创建这种培养皿中的腺体的方法有一天可能会在肾上腺疾病患者中重建功能性脑 - 肾上腺反馈回路。

“这是一项首创的研究，”Sasaki说。“细胞治疗领域不仅在治疗肾上腺皮质功能不全方面，而且在治疗其他激素驱动的疾病方面具有很大的希望：hyperten