近年來，晚期腎功能不全患者數量呈快速增長趨勢，已成為世界性的醫學難題。腎移植和透析是傳統的基本治療方法。透析有各種並發癥，而且只是過濾功能的替代，無法完成腎臟分泌、代謝、維持體內平衡等壹系列重要功能。因此，透析患者的生活質量不高。腎移植是完全的腎功能替代，其年死亡率低於透析患者[1]。然而，由於腎臟供體的短缺、免疫抑制劑的副作用和手術並發癥，腎移植的發展受到限制[2]。幹細胞可以形成人體各種組織器官的原始細胞。在腎臟疾病損傷修復方面，幹細胞可以分化為腎臟細胞，參與腎臟損傷後的修復和腎臟再生[3]。
1幹細胞的研究背景
幹細胞具有自我更新能力和多向分化潛能，按來源可分為胚胎幹細胞和成體幹細胞。最早的幹細胞研究可以追溯到20世紀60年代。1957年，尼曼嘗試將正常骨髓移植到患者體內，治療造血功能障礙。近年來，誘導多能幹細胞的巨大進展進壹步將幹細胞研究推向了生物醫學領域的前沿，使其在醫療衛生、科技產業、國防等領域占據重要地位[6]。在臨床應用中，造血幹細胞和間充質幹細胞是醫學新技術，在血液病、自身免疫性疾病、下肢缺血性疾病、糖尿病、神經系統疾病、惡性腫瘤等疾病的治療中取得了良好的效果。
幹細胞治療腎臟疾病的機制腎臟的生理功能是由各種腎臟細胞完成的。腎小球內皮細胞、內臟上皮細胞和腎小球基底膜同構形成腎臟的濾過膜，發揮腎臟過濾血漿的功能。腎小管重吸收和分泌的功能主要由腎小管上皮細胞完成。同時，腎臟中具有內分泌功能的細胞分泌多種活性物質，調節腎臟的血流和水鹽代謝。腎臟疾病是細胞病變的綜合反應，各種腎臟疾病都與各種腎臟細胞的結構和功能變化密切相關。治療各種腎臟疾病最根本的是恢復腎臟功能細胞的數量和質量[7]。幹細胞可以在細胞水平上通過修復和再生各種腎實質細胞來恢復腎臟的各種生理功能。幹細胞治療腎臟疾病的可能機制有:分化為系膜細胞、內皮細胞、足細胞、腎小管上皮細胞等。，修復各種腎臟損傷，促進腎臟分泌，減輕受損腎臟的炎癥反應，在腎臟修復後期發揮重要作用[8]。
幹細胞在腎臟疾病治療中的應用
3.1用於治療糖尿病的幹細胞
通過幹細胞技術制備胰島細胞和細胞移植已成為未來治療糖尿病的有效方法之壹。造血幹細胞和間充質幹細胞移植在糖尿病治療中具有良好的臨床應用前景。黃等[9]在自體骨髓造血幹細胞移植治療ⅰ型糖尿病()方面進行了有益的探索，並完善了國外研究方案，擴展了病程篩選的定義值，改進了造血幹細胞回輸途徑。對於病程超過2個月的患者，采用脾動脈或胰動脈插管回輸的方法，增加患者局部胰腺組織中幹細胞的濃度，提高向胰島細胞的分化率，從而提高臨床療效。
研究人員利用人骨髓間充質幹細胞修復糖尿病小鼠受損的胰島和腎小球，發現人骨髓間充質幹細胞可以定位於小鼠受損的胰腺和腎臟，改善胰腺β細胞功能，促進胰島素分泌，有效緩解高血糖。部分人骨髓間充質幹細胞在腎臟分化為腎小球上皮細胞，可以修復受損腎臟，改善腎功能。
3.2幹細胞治療腎小球疾病
在腎小球疾病中，腎小球細胞的損傷是不可逆的，並可導致慢性腎衰竭。研究表明，幹細胞可以分化為腎小球系膜細胞，用MSCs修復腎小球是可行的。細胞療法改善腎病的關鍵是MSCs回歸腎小球組織受損部分，減緩腎小球腎炎的發展，幫助更快修復腎小球基底膜，包括內皮、間質、上皮和系膜，促進腎小球細胞增殖[12]。腎小球外的腎小球膜祖細胞也促進腎小球修復。Imasawa等[13]證實骨髓源性幹細胞可以分化為系膜細胞，參與腎小球內皮和系膜細胞的更新，修復微血管，為腎病的發病機制提供了新的視野，顯示了幹細胞治療的巨大潛力。
3.3幹細胞治療遺傳性腎病
遺傳性進行性腎炎是壹種從小就出現的遺傳性腎臟疾病。其臨床特征為血尿、聽神經性耳聾和進行性腎功能不全，是腎功能衰竭的第二大遺傳原因。傳統治療多采用藥物幹預、腎臟替代治療和基因治療，但存在長期依賴藥物治療、缺乏循證醫學證據等弊端，且腎臟替代治療通常使移植後腎功能不全的概率較高。幹細胞具有自我增值能力強、生物學特性穩定等優點，幹細胞治療為現代醫學提供了新的治療途徑。
3.4腎病綜合征的幹細胞治療
腎病綜合征由多種原因引起，尤其是腎小球基底膜通透性增加、腎小球濾過率降低等腎小球疾病。臨床上有四個特點:①大量蛋白尿超過3.5 g/d，可能有高脂血癥；②低白蛋白血癥的血清白蛋白< 30g/L；③高脂血癥；④水腫根據病因和病理的不同可分為三類，即原發性腎病綜合征、先天性腎病綜合征和繼發性腎病綜合征[16]。幹細胞移植治療腎病綜合征可有效防止腎功能惡化，消除蛋白尿、血尿、水腫等臨床癥狀，恢復正常腎功能。Imai等[18]利用移植治療大鼠腎病綜合征，外周靜脈輸註大鼠骨髓間充質幹細胞可有效降低尿蛋白，提高血漿蛋白水平，改善脂質代謝，保護模型大鼠腎功能，促進腎臟病理損傷修復，證實了幹細胞移植對大鼠腎病綜合征具有明顯的治療作用。
利用幹細胞重建受損的器官或組織，為再生醫學和組織工程的發展打開了壹扇窗。隨著幹細胞研究技術和應用水平的不斷深入，幹細胞分化為腎臟細胞的研究將取得新的進展，幹細胞移植在腎臟疾病的治療中將有更廣闊的應用前景。
3.5腎衰竭的幹細胞治療
慢性腎功能衰竭(Chronic renal failure，CRF)是由多種原因引起的腎臟損害和進行性惡化、腎單位嚴重損害和腎實質不可逆損害，導致排泄代謝廢物和調節水、電解質和酸堿平衡紊亂的臨床綜合征。主要病理表現為腎小球硬化、纖維化、腎小管萎縮、間質纖維組織增生和炎性細胞浸潤。急性腎功能衰竭的主要病理表現是急性腎小管壞死[19]。Kale等[20]將骨髓幹細胞移植到缺血再灌註損傷的腎臟模型小鼠中，發現移植的骨髓幹細胞具有親腎性。植入受損腎臟後，可分化為腎小管上皮細胞，改善腎臟的結構和功能，大量壞死的腎小管上皮細胞可迅速得到補充，小鼠血漿尿素氮水平降低。腎祖細胞在ARF恢復期啟動修復過程，受損/死亡細胞被清除，幹細胞遷移至壞死區，可分化為內皮細胞，為缺血性ARF小鼠提供早期保護。
利用幹細胞重建受損的器官或組織，為再生醫學和組織工程的發展打開了壹扇窗。隨著幹細胞研究技術和應用水平的不斷深入，幹細胞分化為腎臟細胞的研究將取得新的進展，幹細胞移植在腎臟疾病的治療中將有更廣闊的應用前景。