创新背景

肾脏是人体必不可少的过滤系统，数百万个被称为肾元的微小过滤单元组成肾脏，它们的作用是努力清除血液中的废物。当肾元受损时，无论是由于生活方式、遗传和先天性疾病，还是外力损伤，慢性肾脏疾病(CKD)就会发生。全球9%的人口受到CKD的影响，而且病例数量不断上升。CKD患者一般不会出现严重的症状，因此在病情恶化之前不会寻求帮助。由于受损的肾元很难完全再生，诊断越早可能结果越好。

创新过程

慢性肾脏疾病(CKD)的早期诊断有效性是控制疾病进展的关键。东京大学的一个研究小组研究了患有CKD和不患病儿童的尿液样本，发现尿液细胞外囊泡（uEVs）的大小和含量随着肾功能的下降而变化。uEVs是一种细胞衍生的纳米级球形结构，涉及多种生物功能。新发现可以帮助开发新的尿检，从而更早地发现这种疾病，以及开发针对其他疾病的类似检测方法。

每个肾脏中大约有一百万个肾单位。当血液（此处以红色显示）通过球形肾小球时，废物被提取并通过小管（橙色）作为尿液排出。

尿检或血检通常可以让医生和病人清楚肾脏情况。然而，这些测试仍然可能错过肾元丢失的早期阶段，这是CKD开始的信号。研究人员试图寻找其他肾脏疾病的早期标志，以帮助鉴别幼儿的肾脏疾病。

研究发现，尿液中被称为细胞外泡的微小结构的变化对肾脏疾病的诊断很有价值。大泡的比例随着肾功能的下降而增加，研究可以利用囊泡中所含分子的变化来诊断和预测肾功能衰退。

细胞外囊泡是人体内几乎所有类型的细胞释放出来的粒子，具有多种功能。尿细胞外囊泡含有来自肾元的蛋白质，这意味着它们可以作为各种相关疾病的生物标志物(正常或异常过程的标志分子)的来源。研究小组观察了26名肾脏健康的儿童和94名患有不同类型CKD的儿童尿液样本中的uEVs，包括那些出生时肾脏比正常肾小、肾元较少的儿童。在儿童中，CKD产生的原因更多的可能是由于结构异常，这使得研究人员更容易识别和揭示与肾脏异常结构相关的uEVs的变化。

为了收集尿液中的细胞外囊泡，研究使用了纳米级磁微珠(由氧化铁颗粒组成)，涂有一种与EV结合的分子。这种方法可以有效地收集uEVs，即使是来自只能产生稀释尿液的肾病患者。团队开发出一项新技术分析尿液细胞外囊泡(uEVs)，可以比传统方法更早地识别出肾脏的变化，并预测肾功能下降。研究对纯化后的胞外囊泡的大小和蛋白含量进行了分析，发现CKD儿童的uEVs有几个独特的变化。例如，患有CKD的儿童的uEVs中有一种名为MUC1的蛋白质水平较低，这种蛋白质对肾脏功能很重要。

研究结果证明了尿液细胞外囊泡（uEVs）的大小和含量与CKD的相关性，为使用uEVs早期诊断CKD和补充现有方法迈出了第一步。研究下一步将扩大项目规模，进行更大规模的研究，建立一种使用细胞外囊泡的新型尿液测试，并将新方法与针对各种疾病和年龄组的现有检测相结合。

创新关键点

使用由氧化铁颗粒组成的纳米级磁微珠收集尿液中的细胞外囊泡进行研究，开发新技术分析uEVs，探究其大小与含量对慢性肾脏疾病(CKD)的影响，开发早期诊断CKD的有效方法。

创新价值

研究有助于补充现有诊断CKD的方法，并开发早期诊断新技术，帮助有效控制慢性肾脏疾病，保护肾元。