腎臟在清除血液中的廢物和毒素方面發揮着重要功能，但細胞究竟是如何通過器官運輸液體的卻一直是個謎。現在，約翰-霍普金斯大學的研究人員對其工作中的機械力進行了研究，他們發現腎臟細胞有一個以前未被觀察到的泵送動作。
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你身體里的所有血液每天都要經過腎臟幾十次，在“乾淨”的血液回到血液中之前流經微小的管道和過濾單元。但對於完成這一過程所需的機械力研究人員們並不清楚–畢竟，這些管道內的上皮細胞被認為是不動的。
這項新研究的論文通訊作者Sean Sun指出：“基本的物理定律說，你需要力來移動東西。在這種情況下，細胞沒有移動，但它們在移動液體。那麼問題來了，它們是如何做到這一點的？”
對此，來自約翰-霍普金斯大學的研究人員使用了一個人工微流控腎臟泵對該器官進行建模。在這個裝置中，液體從一個微通道通過、穿過培養的腎臟上皮細胞，然後進入第二個微通道，與此同時該裝置記錄下來自不同區域的液體壓力。
果不其然，研究小組觀察到腎臟上皮細胞像機械流體泵一樣運作。它們主動產生了一個流體壓力梯度，就像普通家用水泵一樣驅動流體向一個特定的方向移動。
在後續的實驗中，該團隊研究了這些細胞的功能在疾病的情況下會發生的變化。他們用來自常染色體顯性多囊腎(ADPKD)患者的腎臟上皮細胞測試了同一裝置。據悉，這種疾病會導致充滿液體的囊腫形成。
結果研究人員發現患病的細胞以跟健康細胞相反的方向泵送液體。這改變了腎臟管道的壓力曲線並改變了它們的形狀，這可能在囊腫的發展中起了重要作用。
接下來，研究人員在微流控設備中測試了一種名為托伐普坦的藥物，該藥物用於減緩ADPKD的進展以檢查其如何發揮作用。他們發現，該藥物導致細胞降低其泵送流量和壓力梯度，進而減緩了囊腫的發展。
該團隊指出，這一發現可能會開啟新的潛在藥物或治療方法，而該設備可以作為ADPKD和其他疾病的篩查工具以在腎臟和其他器官中找到用途。