เครื่องมือสร้างภาพใหม่ในการวัดจำนวน Nephron ใน Vivo: โอกาสสำหรับการพัฒนาของ Nephrology

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม ติดต่อtina.xiang@wecistanche.com

เชิงนามธรรม

สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมไตเป็นอวัยวะที่ซับซ้อน ซึ่งต้องอาศัยการทำงานร่วมกันของ nephron หลายล้านตัว จำนวน nephron จะคงที่หลังจากเกิด nephrogenesis ในระหว่างการพัฒนา และการสูญเสีย nephron ตลอดอายุขัยอาจนำไปสู่ความไวต่อการเกิดภาวะไตวายเฉียบพลันหรือโรคไตเรื้อรัง. เทคโนโลยีใหม่อยู่ระหว่างการพัฒนาเพื่อนับจำนวน nephron แต่ละตัวในไตในร่างกาย การทบทวนนี้สรุปเทคโนโลยีเหล่านี้และเน้นย้ำถึงความเกี่ยวข้องกับการศึกษาการพัฒนาไตและโรคในมนุษย์

คลิกที่นี่เพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับการใช้สมุนไพรสมุนไพร

บทนำ

ไตของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเป็นอวัยวะที่ซับซ้อนซึ่งมีวิวัฒนาการมาเพื่อควบคุมกระบวนการทางสรีรวิทยาที่หลากหลาย กระบวนการเหล่านี้รวมถึงปริมาตรของเลือด ความดันโลหิต แรงดันออสโมติก การกำจัดของเสีย และสภาวะสมดุลของการเผาผลาญอาหาร การพัฒนาไตตามปกติจำเป็นต้องมีการสร้างส่วนกลับของไตและเมเซนไคม์เมตาเนฟริก ตามด้วยกระบวนการแตกแขนงแบบวนซ้ำและลำดับของการส่งสัญญาณเพื่อรักษาแหล่งรวมของเซลล์ต้นกำเนิดที่หมุนเวียนได้ ซึ่งผลิตเซลล์ที่แตกต่างซึ่งทำหน้าที่ที่หลากหลายของไต

ระยะเวลาและจุดสิ้นสุดของการเกิดไตจะแตกต่างกันไปตามสปีชีส์ ในมนุษย์และไพรเมตที่ไม่ใช่มนุษย์ การเกิดและการสิ้นสุดของการเกิดภาวะไตวายของมนุษย์เกิดขึ้นในช่วงเวลาใกล้เคียงกัน การเกิดไตจะสิ้นสุดเมื่อตั้งครรภ์ประมาณ 35 สัปดาห์ในมนุษย์ สายพันธุ์ที่ปล่อยลูกครอกมักจะมีช่วงระยะเวลาที่แปรผันของการเกิดภาวะไตวายตามธรรมชาติหลังคลอด จำนวน nephron แตกต่างกันไปตามสายพันธุ์, สายพันธุ์,เพศและปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมและพันธุกรรม ? จำนวนเนฟรอนของมนุษย์มีความแปรปรวนสูง (200,000 ถึง 2.7 ล้าน) จากการศึกษาในการชันสูตรพลิกศพ มีการสังเกตตัวเลขของเนฟรอนจำนวนมากในการชันสูตรพลิกศพของทารกแรกเกิด ซึ่งบ่งชี้ว่าช่วงนี้มีการกำหนดขึ้นในระหว่างการสร้างไต

จำนวน Nephron อาจกำหนดความไวต่อโรคไตหลายชนิด และการสูญเสียไตสามารถเร่งการพัฒนาของโรคไตเรื้อรัง (CKD) ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องพิจารณาถึงสาเหตุของจำนวน nephron ต่ำและการสูญเสียและทำความเข้าใจว่าทำไมจำนวน nephron ที่กว้างดังกล่าวยังคงอยู่ในมนุษย์ มีหลักฐานเพิ่มขึ้นว่าปัจจัยทางพันธุกรรมและอีพีเจเนติกที่กำหนดโดยสุขภาพของมารดาและโภชนาการเป็นปัจจัยกำหนดที่สำคัญของการเกิดไต พัฒนาการของทารกในครรภ์ถูกจำกัดโดยพลังงานที่แม่มี ซึ่งควบคุมโดยการทำงานของรก แรงกดดันในการคัดเลือกเชิงวิวัฒนาการที่ควบคุมโดยสมรรถภาพการเจริญพันธุ์ได้ให้ความสำคัญกับการเติบโตของสมองมากกว่าการพัฒนาไตของทารกในครรภ์และหลังคลอดก่อนกำหนด โดยมากกว่าร้อยละ 50 ของอัตราการเผาผลาญขณะพักจะถูกจัดสรรไปยังสมองตลอดปีแรกของชีวิต ดังนั้น ภาวะขาดสารอาหารของมารดา ความเครียดจากสิ่งแวดล้อม หรือการติดเชื้อนำไปสู่การจำกัดการเจริญเติบโตของมดลูกหรือการคลอดก่อนกำหนดและการปรับลดระดับของ DNA methylation ในเซลล์ต้นกำเนิดของเนฟรอน กลไกระดับโมเลกุลที่จำเป็นต่อการพัฒนาไตให้แข็งแรงได้รับการศึกษาในแบบจำลองหนูเป็นหลัก อย่างไรก็ตาม จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ มีการเปรียบเทียบโดยตรงเพียงเล็กน้อยระหว่างการพัฒนาของไตในหนูและในมนุษย์

การสูญเสีย Nephron มักจะเอาชนะได้จากการเจริญมากเกินไปและการกรองมากเกินไปของ nephrons ที่เหลือ ซึ่งเห็นได้จากการบำรุงรักษา GFR ของไตทั้งหมด ยั่วยวนเป็นการปรับตัวระยะสั้นเพื่อรักษาสภาวะสมดุลการเผาผลาญตลอดปีเจริญพันธุ์ อย่างไรก็ตาม มีข้อจำกัดทางกายภาพเกี่ยวกับการเจริญเติบโตมากเกินไปแบบปรับได้ ซึ่งถูกจำกัดโดยพื้นที่ผิวท่อที่จำเป็นสำหรับการขนส่งและความต้านทานต่อการไหลซึ่งเป็นผลมาจากการเพิ่มความยาวของท่อ ข้อ จำกัด นี้เอาชนะได้ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่ใหญ่ที่สุด (ปลาวาฬ) โดยการบรรจุ 100 ล้าน nephrons ลงในหน่วย unipapillary ขนาดเล็กที่มี tubules สั้น นอกเหนือจากปีเจริญพันธุ์ การบาดเจ็บจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของเซลล์ที่เพิ่มขึ้นซึ่งเป็นผลมาจากความเครียดที่สะสม (ขาดเลือดขาดเลือด ขาดออกซิเจน การติดเชื้อ) ส่งเสริมการสูญเสียไตอย่างต่อเนื่องที่ซ้อนทับบนความชรา ซึ่งสะท้อนโดยการลดจำนวน nephron ในประชากรสูงอายุปกติ 50 เปอร์เซ็นต์

แม้ว่าเราจะมีความเข้าใจมากขึ้นเกี่ยวกับการพัฒนาของไตและบทบาทของสภาพแวดล้อมขณะตั้งครรภ์ในการสร้างสุขภาพไต แต่เราก็ยังขาดมุมมองแบบบูรณาการของ nephron แต่ละตัวในบริบทของอวัยวะที่ยังคงทำงานเหมือนเดิม วิธีการแบบไม่มีอคติในปัจจุบันในการประมาณค่าจำนวนไตจำเป็นต้องทำลายไต ซึ่งจำกัดศักยภาพของไตในการวิเคราะห์ตามยาวและการใช้งานในร่างกาย การพัฒนาเทคนิคการถ่ายภาพแบบไม่รุกล้ำเพื่อติดตามจำนวน nephron ที่ทำงานได้ตลอดวงจรชีวิตจะให้ข้อมูลสำคัญในการทำนายความก้าวหน้าของโรคไตเรื้อรังและเพื่อวัดประสิทธิภาพของการแทรกแซงใหม่

เครื่องมือทางรังสีวิทยาใหม่กำลังได้รับการพัฒนาเพื่อจัดการกับความท้าทายเหล่านี้และให้วิธีการติดตามและวัดมวลของเนฟรอนในร่างกายแบบไม่รุกล้ำ เทคโนโลยีนี้มีศักยภาพที่จะให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่ๆ เกี่ยวกับการพัฒนาของไตและบทบาทในการลุกลามของโรคต่อไปในชีวิต ข้อสังเกตที่ได้จากเทคโนโลยีนี้ ได้แก่ จำนวนไต ปริมาตรของไต และการเจริญเติบโตมากเกินไป และอาจเป็นฟังก์ชันของเนฟรอนเดี่ยว การทบทวนนี้จะสรุปสถานะปัจจุบันของเทคโนโลยีใหม่นี้ และให้มุมมองของการใช้งานที่เป็นไปได้ในวิทยาศาสตร์พรีคลินิกและการวิจัยทางคลินิก

Ex vivo เข้าใกล้การวัดจำนวน nephron และขนาด glomerular

วิธีการที่พัฒนาขึ้นอย่างกว้างขวางที่สุดในการวัดจำนวนไตและขนาดของไตนั้นขึ้นอยู่กับการออกแบบตามสเตอริโอวิทยา เนื้อเยื่อถูกจัดเตรียมและแบ่งส่วนสำหรับกล้องจุลทรรศน์ และขนาดของโครงสร้าง เช่น โกลเมอรูลี ที่สังเกตพบบนสไลด์จะได้รับการวิเคราะห์เพื่อสรุปปริมาตรเฉลี่ยของโครงสร้างในเนื้อเยื่อดั้งเดิม สามารถทำได้ในอวัยวะที่ถูกตัดออกหรือจากเนื้อเยื่อชิ้นเนื้อโดยการสุ่มตัวอย่างเนื้อเยื่ออย่างเป็นระบบและ เทคนิค dissector-fractionator ได้เปิดเผยความแตกต่างตามประชากรในจำนวน nephron และ hyperfiltration ในมนุษย์25และมีการใช้อย่างกว้างขวางเพื่อศึกษาแบบจำลองสัตว์ของโรคของมนุษย์

เพื่อหลีกเลี่ยงการแบ่งส่วนที่กำหนดโดย stereology แนวทางการถ่ายภาพแบบใหม่ได้รับการพัฒนาขึ้นเมื่อเร็ว ๆ นี้เพื่อเสริมข้อมูลการตรวจชิ้นเนื้อและเพื่อวัดจำนวน nephron การถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก (MRI) มักอาศัยการตรวจหาโปรตอนน้ำในเนื้อเยื่อ ส่วนใหญ่มาจากน้ำ โดยใช้สนามแม่เหล็ก วัตถุหรือตัวอย่างอยู่ในสนามแม่เหล็กขนาดใหญ่ ความแรงของสนามแม่เหล็กทั่วไปที่ใช้สำหรับช่วง MRI ทางคลินิกตั้งแต่ 1.5T ถึง 7T ระบบ MRI พรีคลินิกมักใช้จุดแข็งของสนามที่ใหญ่กว่ามากสำหรับสัญญาณรบกวนที่สูง และปรับปรุงความคมชัดและความละเอียดของภาพ MRI ให้เทคนิคความคมชัดของภาพที่หลากหลายแก่เนื้อเยื่ออ่อนของภาพ และไม่ต้องการรังสีไอออไนซ์ MRI ยังให้ความละเอียดสูงทั้งในระบบพรีคลินิกและทางคลินิก

Cationic ferritin(CF) ถูกนำมาใช้เป็น contrast agent ที่ฉีดเข้าเส้นเลือดดำเพื่อตรวจหาและแสดงภาพ glomeruli ทั่วไตโดย MRI อนุภาคนาโนที่มีประจุ ซึ่งรวมถึงเฟอร์ริติน ถูกใช้มาเป็นเวลาหลายทศวรรษเพื่อตรวจสอบโครงสร้างและหน้าที่ของเยื่อหุ้มชั้นใต้ดินโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (EM) CF ถูกสร้างขึ้นเพื่อเป็นตัวติดตามสำหรับกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนโดย Danon ซึ่งแสดงให้เห็นว่าสามารถจับกับไซต์ที่มีประจุลบได้ . ตรวจพบโมเลกุลเฟอร์ริตินใน EM เนื่องจากแกนเหล็กออกไซด์ที่มีอิเล็กตรอนหนาแน่น แกนเหล็กออกไซด์เดียวกันนี้มักเป็นแม่เหล็ก ทำให้ MR ตรวจพบได้ เทคนิคนี้ MRI ที่เสริมด้วยเฟอร์ริตินด้วยประจุบวก (CFE-MRI) ถูกนำมาใช้เพื่อนับทุก glomerulus ในไตของหนูที่มีสุขภาพดี 30, ex vivo และใช้เพื่อวัดการกระจายภายในไตของปริมาตรของไต CFE-MRI ยังใช้เพื่อนับและวัดทุกโกลเมอรูลัสในไตของหนูเมาส์3] และปริมาตรของไตถูกแมปเพื่อแสดงการเปลี่ยนแปลงเชิงพื้นที่ในขนาดของไต การค้นพบนี้ได้รับการยืนยันจากหลายกลุ่ม ทั้งการวัดหนูและหนูเมาส์โดยใช้ CFE-MRI ถูกตรวจสอบความถูกต้องโดยสเตอริโอวิทยา dissector-fractionator

CFE-MRI ยังได้ดำเนินการในไตของผู้บริจาคที่ไม่บุบสลายโดยที่ CF ถูกฉีดเข้าไปในหลอดเลือดแดงของไตโดยตรงและไตถูกล้างด้วยน้ำเกลือก่อนที่จะได้รับการแก้ไขและถ่ายภาพ CFE-MRI ในไตของมนุษย์ให้มุมมองสามมิติของไตไตสัณฐานวิทยา ซึ่งแสดงให้เห็นการขยายตัวของไตที่ต่างกันและบริเวณที่สูญเสียเนฟรอนน่าจะสัมพันธ์กับภาวะความดันโลหิตสูงที่ไม่ได้รับการรักษาของผู้ป่วย บริเวณที่สูญเสียไตมีความสัมพันธ์กับจุลพยาธิวิทยาจากบริเวณเดียวกัน ซึ่งแสดงให้เห็นทั้งเส้นโลหิตตีบของหลอดเลือดและไต

การศึกษาเบื้องต้นเหล่านี้มุ่งเน้นไปที่การเปลี่ยนแปลงของจำนวนไตและสัณฐานวิทยาของไตที่มีทั้งโรคไตเรื้อรังและเฉียบพลัน ใน Bennett et al-26 การกระจายของ CF ในไตถูกแจกจ่ายซ้ำเนื่องจากพยาธิสภาพของไตในระยะแรกในแบบจำลองหนูที่มีภาวะเกล็ดเลือดต่ำโฟกัสและปล้อง ก่อนการนำเสนอของโปรตีนในปัสสาวะ ในหนูทดลอง มีการใช้ CFE-MRI เพื่อตรวจหาและแมปการโตมากเกินไปของไตในแบบจำลอง oligosyndactylism (Os/ plus ) ของการลด nephron31 ไม่นานมานี้เราแสดงให้เห็นว่าไตวายเฉียบพลันในรูปแบบกระต่ายแรกเกิดทำให้เกิดการสูญเสีย glomeruli ที่ตรวจพบได้ด้วยการจัดโครงสร้างใหม่ของหลอดเลือด35 ดังนั้นการติดตามการเปลี่ยนแปลงในการติดฉลาก CF ด้วย MRI อาจเป็นเครื่องมือสำคัญในการทำความเข้าใจผลกระทบของความเสียหายระหว่างการพัฒนาและผลกระทบต่อสุขภาพของไตในภายหลัง

มีข้อพิจารณาที่สำคัญบางประการในการตรวจสอบความถูกต้องของ CFE-MRI โดยใช้เทคนิคอื่นๆ เช่น stereology ของกรรมการ- Fractionator ที่ใช้ในการศึกษาเบื้องต้นเหล่านี้ CFE-MRI สามารถวัดได้เฉพาะโกลเมอรูไลที่ปะปน ในขณะที่วิธีการทางเนื้อเยื่อยังตรวจพบโกลเมอรูไลที่ไม่ใช่ หากเปรียบเทียบทั้งสองโดยตรงเมื่อมีโกลเมอรูไลที่ไม่เพียงพอหรือไม่สมบูรณ์ การวัดด้วย MRI จะลดลง ปัจจัยด้านโครงสร้างและหน้าที่ เช่น ความดัน oncotic อัตราเลือดไหลเวียนของเส้นเลือดฝอย และโครงสร้าง GBM ซึ่งส่งผลต่อการสะสม CF ใน GBM นั้นไม่ค่อยเข้าใจ ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่การดูดซึมของไตจะถูกปรับโดยกระบวนการของโรคที่ปรับ CFE-MRI ในลักษณะต่างๆ ที่ไม่ได้อธิบายไว้ ในที่สุด ความเสียหายของ GBM หรือโปรตีนในปัสสาวะอาจทำให้เกิดการรั่วไหลของ CF เข้าไปใน tubules ทำให้เกิดการแพร่กระจายมากกว่าการติดฉลากของ glomeruli ที่สังเกตได้จาก MRI ในการศึกษาการพัฒนา โครงสร้างประจุ GBM และการกรองไตจะแตกต่างกันไปตามอายุครรภ์ ในทุกกรณีเหล่านี้ สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับการติดฉลาก CF ผ่านการตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง สิ่งสำคัญคือต้องกำหนดความเป็นพิษของ CF ซึ่งพบได้น้อยมากในสัตว์ที่มีสุขภาพดี แต่ต้องได้รับการตรวจสอบด้วยแบบจำลองใหม่แต่ละแบบ

เมื่อเร็ว ๆ นี้ได้มีการสาธิต Xray-CT สำหรับการวัดโครงสร้างจุลภาคของไตและการทำแผนที่หมายเลข nephron ในไตที่ไม่บุบสลาย ex vivo ข้อได้เปรียบหลักของ CT คือความเรียบง่ายและความเร็วในการใช้งานและต้นทุนต่ำเมื่อเทียบกับ MRI ข้อเสียคือการใช้รังสีไอออไนซ์ซึ่งสามารถจำกัดการใช้ในร่างกายหรือในการใช้งานทางคลินิกได้ อย่างไรก็ตาม C ให้ภาพความละเอียดสูงของโครงสร้างที่ติดฉลาก ex vivo ซึ่งสามารถลงทะเบียนร่วมกับกายวิภาคของเนื้อเยื่ออ่อนได้โดยใช้วิธีการถ่ายภาพอื่นๆ

กล้องจุลทรรศน์แบบแผ่นแสงหลังจากการล้างด้วยแสงทั้งอวัยวะได้ถูกนำมาใช้เพื่อวัดจำนวนไตและขนาดกระจุกของเส้นเลือดฝอยในไตของเมาส์ที่ไม่บุบสลาย วิธีการที่น่าสนใจนี้มีข้อได้เปรียบของระบบอัตโนมัติและการมองเห็นของโกลเมอรูลัสทั้งหมดที่ความละเอียดระดับจุลภาคในอวัยวะทั้งหมดหรือในตัวอย่างอวัยวะขนาดใหญ่

วิธีการในร่างกายเพื่อวัดจำนวนไตและขนาดของไตโดยตรง

เครื่องมือที่จัดตั้งขึ้นและเกิดขึ้นใหม่เพื่อวัดจำนวน nephron ex vivo ทำให้สามารถอนุมานความแตกต่างระหว่างและภายในหัวเรื่องในจำนวน nephron และปริมาตรของไต เครื่องมือเหล่านี้เริ่มแก้ไขช่องว่างที่สำคัญในความรู้ของเราเกี่ยวกับโครงสร้างไตและความเกี่ยวข้องกับการทำงานของไตในร่างกาย คำถามเหล่านี้ได้แก่ 1) ความสัมพันธ์ระหว่างจำนวนไตและขนาดกับการกรองของเนฟรอนแต่ละตัวคืออะไร 2) การกระจายเชิงพื้นที่ของจำนวนไตและขนาดของไตและความสัมพันธ์กับพยาธิวิทยาเป็นอย่างไร และ 3) อัตราการเสื่อมสภาพของไตเป็นอย่างไร การเปลี่ยนแปลงด้านสุขภาพและโรคไต? ในทางคลินิก เป็นไปได้ที่จะประมาณจำนวน nephron ในร่างกาย โดยใช้การเอ็กซ์เรย์/ซีทีและการตรวจชิ้นเนื้อร่วมกัน งานประเภทนี้กำลังเริ่มให้การเชื่อมโยงที่สำคัญระหว่างจำนวน nephron กับการทำงานของไต สิ่งพิมพ์หลายฉบับแสดงให้เห็นว่า MRI สามารถใช้เพื่อตรวจหาโกลเมอรูไลแต่ละตัวในสัตว์ที่มีชีวิต การทำงานในระยะแรกในพื้นที่นี้โดยใช้ CFE-MRI นั้นจำกัดเฉพาะบริเวณเฉพาะของไต ในรายงานฉบับหนึ่ง แอมพลิฟายเออร์ไร้สายได้รับการพัฒนาเพื่อเพิ่มสัญญาณในไตเฉพาะที่เพื่อให้สามารถลงทะเบียนร่วมของ nephron เดี่ยวในระหว่างการกรองและการทำงาน4 เมื่อเร็ว ๆ นี้ สิ่งพิมพ์สองฉบับได้รายงานการวัดค่าโกลเมอรูไล ในร่างกาย ในไตทั้งหมดโดย CFE-MRI ในหนูและในหนูทดลอง วิธีการนี้ยังใช้ในการทดลองตามยาว ซึ่งแสดงให้เห็นว่า CFE-MRI สามารถใช้เพื่อตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของจำนวน nephron เมื่อเวลาผ่านไปเพื่อตอบสนองต่อการรักษาหรือเพื่อติดตามการพัฒนาของไต

ความท้าทายหลักกับ CFE-MRI ในร่างกายคือความไว ดีออกซีเฮโมโกลบินในเลือดเป็นพาราแมกเนติกและอาจทำให้เกิดสิ่งประดิษฐ์ที่ไวต่อสนามแม่เหล็กในเส้นเลือดฝอยที่ลดช่วงไดนามิกในการตรวจจับโกลเมอรูไลที่ติดฉลากด้วย CF เพื่อแก้ไขปัญหานี้ เฟอร์ริตินสามารถปรับเปลี่ยนเพื่อรวมธาตุเหล็กมากขึ้น และแกนโลหะออกไซด์ของ CF สามารถปรับเปลี่ยนได้เพื่อให้ตรวจพบได้ง่ายขึ้นโดยไม่มีสิ่งประดิษฐ์ที่อ่อนไหว อย่างไรก็ตาม กลยุทธ์การตรวจจับอื่นๆ มาพร้อมกับการประนีประนอมในด้านผลผลิตหรือความเร็วในการถ่ายภาพ ดังนั้นการสาธิต CFE-MRI ครั้งแรกจึงไม่ใช้วิธีเหล่านี้ กุญแจสำคัญของ CFE-MRI คือการควบคุมการเคลื่อนไหวและเพื่อให้แน่ใจว่าขดลวดคลื่นความถี่วิทยุ (RF) มีความอ่อนไหวเพียงพอต่อไตทั้งหมด

แนวโน้มสำหรับพัฒนาการของไต: โครงสร้างและหน้าที่ เราได้อธิบายเครื่องมือที่เกิดขึ้นใหม่เพื่อวัดการบริจาคไตโดยตรง ทั้ง ex vivo และ in vivo X-ray CT ให้การรับภาพที่รวดเร็วและการสร้างฟีโนไทป์จากร่างกาย เครื่องมือต่างๆ เช่น X-ray CT ร่วมกับการตรวจชิ้นเนื้อมีความได้เปรียบในการนำไปใช้อย่างรวดเร็วในคลินิก โดยมีข้อเสียของการบุกรุก การใช้รังสีไอออไนซ์ และศักยภาพในการเกิดอคติของตัวอย่าง วิธีการที่ใช้ MRI เอาชนะความจำเป็นในการแผ่รังสีไอออไนซ์และให้คอนทราสต์ของเนื้อเยื่ออ่อนที่รวมกัน และสามารถใช้ได้ทั้ง ex Vivo และ in vivo CFE-MRI กำหนดให้ฉีดสารทึบรังสีซึ่งต้องถือว่าปลอดภัยก่อนจึงจะนำไปใช้ในคลินิกได้ ในขณะที่การวัดจำนวน nephron ในร่างกายยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น ลำดับการรับภาพใหม่สำหรับการสร้างภาพอย่างรวดเร็ว นอกเหนือจากการปรับปรุงฮาร์ดแวร์และการประมวลผลภาพแล้ว ยังมีศักยภาพที่จะทำให้เครื่องมือ MRI เหล่านี้ใช้งานได้จริงสำหรับการใช้งานเป็นประจำ เมื่อเทคนิคเติบโตเต็มที่ ลำดับพัลส์อื่น ๆ จะถูกนำไปใช้เพื่อลดความไวต่อสิ่งประดิษฐ์ความไวต่อความไวแสงที่เกิดจาก CF และฟิสิกส์ของสภาพแวดล้อมแม่เหล็กในท้องถิ่นจะเข้าใจได้ดีขึ้นและอาจเปิดเผยข้อมูลเพิ่มเติม นอกจากนี้ยังมีโอกาสพิเศษที่จะรวมสัณฐานวิทยาของไตและท่อกับกลยุทธ์การรับภาพอื่น ๆ เพื่อให้ได้มุมมองที่สมบูรณ์ของโครงสร้างจุลภาค กายวิภาคขั้นต้น และสรีรวิทยาในไตในร่างกาย ข้อมูลที่รวมกันนี้สามารถนำมาใช้เพื่อศึกษาการพัฒนาของการสูญเสียเนฟรอนเมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งเป็นลักษณะสำคัญของโรคไตทั้งแบบเฉียบพลันและเรื้อรัง และโรคไตที่ลุกลามในระหว่างการพัฒนา

การปรับแต่งการแสดงภาพและการแบ่งส่วนภาพล่าสุดผ่านเครื่องมือวิเคราะห์หรือปัญญาประดิษฐ์ ทำให้สามารถดึงข้อมูลจำนวนมากจากภาพสามมิติของเนื้อเยื่อได้ เทคนิคบางอย่างที่เกิดขึ้นใหม่ เช่น ความไวของภาพเทนเซอร์สัญญาว่าจะให้ข้อมูลใหม่ที่สามารถใช้เป็นตัวแทนสำหรับโครงสร้างจุลภาคของเนื้อเยื่อ ในไต วิธีนี้จะช่วยให้แผนที่รวมของโกลเมอรูไล ท่อทูบูล ระบบหลอดเลือด และคั่นระหว่างหน้าจากภาพที่ลงทะเบียนร่วมเข้าด้วยกัน นอกจากนี้ยังอาจเป็นไปได้ที่จะลงทะเบียนร่วมโดยตรงกับภาพเหล่านี้ในการถ่ายภาพด้วยแสงหรือข้อมูลที่ได้รับจากรังสีเอกซ์อื่นๆ เป็นสิ่งสำคัญในแต่ละกรณีในการตรวจสอบเครื่องมือใหม่เหล่านี้อย่างละเอียด และสร้างมาตรฐานโปรโตคอลการเข้าซื้อกิจการในสถาบันต่างๆ เพื่อให้เกิดความสามารถในการทำซ้ำในระดับสูง ความพร้อมใช้งานและความสะดวกในการใช้เครื่องมือใหม่ ๆ มีแนวโน้มที่จะผลักดันแนวทางใหม่ในวิทยาศาสตร์ข้อมูลเพื่อรวมข้อมูลจากกลไกและรูปแบบความคมชัดเหล่านี้ทั้งหมดเพื่อนำเสนอมุมมองใหม่ในเชิงปริมาณของไตในกลุ่มตัวอย่างจำนวนมาก ในการพัฒนา เครื่องมือเหล่านี้อาจถูกรวมเข้าด้วยกันในการศึกษาระยะยาวในที่สุด การนำและการสร้างแมชชีนเลิร์นนิงใหม่มาใช้จะมีความสำคัญต่อความพยายามนี้

ความท้าทายที่เหลืออยู่คือการแปลการวัดจำนวนการบริจาคของ nephron สำหรับการถ่ายภาพในร่างกายของมนุษย์49 การวัดทางคลินิกของจำนวนไตหรือปริมาตรของไตอาจช่วยให้มีการรักษาเป็นรายบุคคลที่เหมาะกับการสังเกตในผู้ป่วยเฉพาะราย และอาจให้มุมมองใหม่ทั้งหมดเกี่ยวกับไตของมนุษย์ การพัฒนา.