Olympus Provi™ CM20 배양 모니터링 시스템을 사용하여 인간 iPS 세포 유래 간싹(liver bud) 오가노이드 성장 및 분화에서 배지 성분의 영향 모니터링

서문

오가노이드는 조직 형성을 이해하기 위한 발달 생물학 연구와 질병의 병원성 메커니즘을 밝히고 효과적인 치료법을 찾기 위한 약물 발견 연구에서 사용됩니다. 성장 인자 및 소분자 화합물과 같은 배양 조건을 최적화하는 것은 오가노이드를 성공적으로 배양하기 위해 필수적입니다. 오늘날 여러 시행착오를 거쳐 최적의 배양 조건이 만들어졌으며 각 조건에서 배양된 세포의 행동과 형태의 변화를 주의 깊게 관찰하는 것이 중요합니다. 본 애플리케이션 노트에서는 Olympus Provi™ CM20이 간 오가노이드를 위한 최적의 배양 조건을 설정하기 위해 필수인 질적 결과를 제공하는 방법을 보여드리겠습니다.

실험 개요

인간 iPS 세포에서 유래된 간 오가노이드의 생성은 다양한 환경에서 잠재적인 가치를 보여주었습니다(Koido M et al., Nature Medicine 2020(PMID: 32895570), Takebe T et al., Nature 2013(PMID: 23823721)). 본 실험을 위해 3차원 배양 시스템에서 인간 iPS 세포로부터 간싹 오가노이드를 분화시켰습니다. 간싹 분화의 후기 단계를 바꾸기 위해 배지 성분이 변경된 5가지 다른 조건(여기서 A, B, C, D 및 E로 명명됨)을 테스트했습니다. 다른 화합물의 효과를 확증하고 최적의 배양 조건을 찾기 위해 오가노이드의 분화와 형태를 분석하였습니다. CM20 배양 모니터링 시스템을 활용하여 약 2주 동안 24개 웰 플레이트에 배치된 3D 배양 오가노이드에 대한 정보를 수집했습니다(그림 1).

그림 1. 실험 조건 개요

결과

이미 설정한 조건 A에서 구형 오가노이드가 형성되고 자기 조직화된 구조가 점차 발달하는 것이 관찰되었습니다. 조건 B와 C에서는 A와 형태적으로 유사한 오가노이드 형성이 관찰되었습니다. 반면에 조건 D와 E를 적용하는 경우, 오가노이드 직경과 양이 증가했습니다(그림 2). CM20 시스템을 통해 얻은 시계열 데이터는 조건 D와 E에서 관찰된 내강 팽창이 화합물 첨가 후 약 4~5일 뒤에 발생했음도 보여주었습니다(그림 3).

결론

결론적으로 CM20 모니터링 시스템을 이용하여 멀티웰 플레이트에서 배양된 3차원 오가노이드의 상태를 시간 경과에 따라 모니터링할 수 있으며, 조건 간 비교 관찰이 가능한 것으로 나타났습니다.

Dr. Takebe 및 Dr. Yoneyama의 의견