発生生物学：足場誘導性オルガノイド形態形成による恒常性を有するミニ腸の作製

上皮オルガノイドは、腸の幹細胞に由来するものなど、組織および疾患の生物学的性質をモデル化する大きな可能性を秘めている。しかし、これらのオルガノイドを三次元マトリックスにおいて誘導するために現在用いられている手法では、寿命やサイズが制限され、実験的操作が限られ、恒常性が抑制された閉じた嚢胞構造の組織が確率論的に発生する。今回我々は、組織工学と細胞に本来備わっている自己組織化の性質を用いて、腸幹細胞を誘導して管状の上皮を形成した。得られた構造は利用可能な管腔を持ち、陰窩様領域と絨毛様領域がin vivoと同様の空間的配置をとる。このミニ腸管は、外部ポンプ系に接続すると灌流が可能であり、そのため死細胞を継続的に除去して組織の寿命を数週間延長させることができ、さらにこの腸管に微生物を定着させて宿主と微生物の相互作用をモデル化することもできた。このミニ腸には、従来のオルガノイドではほとんど見られないまれで特殊なタイプの細胞が含まれている。このミニ腸はまた、腸の重要な生理的特徴を保持していて、顕著な再生能を持っている。幹細胞の自己組織化を外因性に誘導して機能的なorganoid-on-a-chipを形成するという我々の概念は広く応用可能であり、より生理的に意味のあるオルガノイドの形状、サイズ、機能の獲得を可能にするだろう。

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