Development of the vascularized kidney organoid-on-a-chip
- 주제(키워드) kidney organoid , Microfluidic systems , organ-on-a-chip
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 정봉근
- 발행년도 2021
- 학위수여년월 2021. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 융합의생명공학과협동과정
- UCI I804:11029-000000066059
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
유도 만능 줄기 세포 (iPSC)에서 유도된 신장 오가노이드는 장기 재생, 질병 모델링 및 약물 스크리닝을 가능하게 한다. 자체 조직화된 기관과 유사한 세포 집합체인 iPSC에서 유도된 오가노이드는 완전히 새로운 수준의 생체 내와 같은 잘 방어된 미세 환경을 나타낸다. 이러한 큰 잠재력에도 불구하고, 전통적인 오가노이드 배양 방법은 단지 몇 가지 성장 인자가 보충된 배양 배지로 다능성 줄기 세포를 유도하고 있다. 전통적 배양 방법은 혈액의 흐름이 없으며 실제 장기 구조의 세포와 조건이 다르다. 따라서 현재 이용되고 있는 오가노이드 배양 방법을 사용하여 신장의 구조와 기능을 모방하는 것은 여전히 어려운 일이다. 이러한 한계점을 극복하기 위하여 신장 오가노이드의 혈관 구조 향상을 위한 최적화된 세포외기질 (ECM)을 갖는 신장 오가노이드 온 어 칩 시스템을 개발하였다. 미세 유체 시스템에서 배양된 신장 오가노이드가 정적 배양 조건에 비해 더 성숙한 발 세포와 혈관 구조를 보여주었다는 것을 입증했다. 결론적으로, 생리적 흐름이 신장 오가노이드의 여러 생리적 기능을 유지하는 데 중요한 역할을 한다는 것을 입증했다. 따라서 본문에서 소개한 신장 오가노이드 온 어 칩 시스템은 기능적 3 차원 (3D) 조직의 형성의 체외 혈관화를 위한 배양 플랫폼으로 이용할 수 있다.
more초록/요약
Kidney organoids derived from the human induced pluripotent stem cells (iPSCs) enable the organ regeneration, disease modeling, and drug screening. The iPSC-derived organoid, a self-organized organ-like cell aggregate, allows a whole new level of in vivo-like well-defined microenvironments. Despite its great potential, the traditional organoid culture methods are just inducing the multipotent stem cells with several growth factors supplemented culture medium; there is no flow of blood, and the conditions are different from cells in a real organ structure. Thus, yet, the mimicking of the structure and function of the kidney using the currently organoid culture methods still remains challenging. To overcome this limitation, I developed a kidney organoid-on-a-chip system with optimized extracellular matrix (ECM) to enhance the vascular structures of kidney organoids. I demonstrated that the kidney organoids cultured in my microfluidic system showed more mature podocytes and vascular structures as compared to the static culture condition. In conclusion, I demonstrated the physiological flow played an important role in maintaining a number of physiological functions of kidney organoids. Therefore, my kidney organoid-on-a-chip system could provide a culture platform for in vitro vascularization in formation of functional three-dimensional (3D) tissues.
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