호스트-미생물군유병 상호 분석을 위한 장 내 장관 장기 배양 시스템

소장은 세포가 상호 작용하고 발광 함량 (microbiota, 음식 등)과 상호 작용하고 통신 할 수있는 특정 구조로 조직 된 광범위한 세포 유형 (상피 세포, 면역 계통 세포, 뉴런 등을 포함하는 매우 복잡한 기관)입니다. ¹. 현재, 숙주 -microbiota 상호 작용을 분석할 수 있는 연구 툴박스에는 체외 세포 배양 및 생체 내 동물 모델^2를포함한다. 생체 내 동물 모델은 생리조직 구조^3을 제공하지만 실험 조절이 불량하고 실험 조건을 조작할 수 있는 능력이 제한적이다. 시험관 내 배양 시스템은, 다른 한편으로는, 미생물4로 보충될 수 있는 1차 세포 또는 세포주를 사용하여^실험파라미터를 단단히 통제하지만 세포 복잡성 및 조직 아키텍처가 결여된다. 현대 체외 학적 제는 마우스 또는 인간^소스에서파생 된 상피 오르가노이드와 같은 건강하고 병리학적인 인간 조직 샘플의 고급 사용을^허용5,6,점막 미세 환경을 모방 샘플^7. 또 다른 예는 인간 대장 상피 세포주 (Caco2), 세포외 매트릭스 및 미세 유체 채널을 포함하는 ‘칩에 내장’^분석8. 그러나, 시험관 내 샘플처럼 고급적이고 혁신적인 바와 같이, 그들은 정상적인 조직 아키텍처 또는 순진한 세포 조성을 유지하지 않습니다.

이를 해결하기 위해 Yissachar 외는 최근 생체 내 및 체외 모델 모두의 장점을 활용하여 온전한 장 부각 을유지하는 전 생체 오르간 배양 시스템^9(그림 1)을 개발했다. 이 전 생체 내 창자 장기 배양 시스템은 6개의 결장 조직의 멀티플렉스 배양을 지원하는 맞춤형 배양 장치를 기반으로 하며, 시스템의 입력 및 출력을 제어하면서 유사한 조건에서 실험 입력을 검토할 수 있도록 합니다. 최근 연구는 이 시스템이 개별 장내 세균^9,전체 인간 미생물대사산물 10 및 미생물 대사산물(11)에 대한장 내 반응을 분석하는 데 유용하다는 것을 입증하였다. 이 시스템은 처음으로 숙주, 미생물 및 환경 구성 요소에 대한 높은 수준의 제어와 이러한 초기 숙주 – 미생물 상호 작용의 연구를 할 수 있습니다. 또한 실험 전반에 걸쳐 실시간으로 시스템을 모니터링하고 조작할 수 있습니다.

그림 1: 창자 배양 장치의 회로도. 전체 장 조직 단편은 챔버(top)의 출력 및 입력 포트에 부착되며, 펌프는 루멘 내부와 외부 중간 챔버에서 중간 흐름을 조절한다. 전체 장치(아래쪽)에는 6개의 챔버가 포함되어 있습니다. 이 수치는 Yissachar 외 2017에서 수정되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.