Development of a gut-hepatic chip to study the effect of microbiome-derived metabolites on liver functions
- 주제어 (키워드) Organ on a chip , Microbiome , Liver function , Multi-organ chip , 오간 온 어 칩 , 마이크로바이옴 , 간 기능 , 멀티 오간 칩
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 정봉근
- 발행년도 2023
- 학위수여년월 2023. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 융합의생명공학과협동과정
- 실제 URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000076294
- UCI I804:11029-000000076294
- 본문언어 영어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록 (요약문)
Metabolism, is a complex process involving the gut and the liver tissue, is difficult to be reproduced in vitro with conventional single cell culture systems. To tackle this challenge, I developed a gut-liver-axis chip consisting of the gut epithelial cell chamber and three-dimensional (3D) uniform-sized liver spheroid chamber. Two cell culture chamber compartments were separated with a porous membrane to prevent microorganisms from passing through the chamber. When the HepG2 spheroids cultured with microbiota-derived metabolites, I observed the changes in the physiological function of HepG2 spheroids, showing that the albumin and urea secretion activity of liver spheroids were significantly enhanced. Additionally, the functional validation of HepG2 spheroids treated with microbiota-derived exosome was evaluated that the treatment of the microbiota-derived exosome significantly enhanced albumin and urea in HepG2 spheroids in a gut-liver axis chip. Therefore, this gut-liver axis chip could be a potentially powerful co-culture platform to study the interaction of microbiota and host cells.
more초록 (요약문)
대사는 장과 간 조직을 포함하는 복잡한 과정으로, 기존의 단일 세포배양 시스템으로는 시험관 내에서 구현하기는 어렵다. 장과 간의 상호 작용과 같은 기관 간의 신진 대사를 시뮬레이션하는 데는 여러 가지 문제가 존재한다. 이러한 단점을 극복하기 위해 본 논문에서는 장 상피 세포 챔버와 3차원(3D) 균일한 크기의 간세포 스페로이드 챔버로 구성된 장-간 축 칩을 개발했다. 2개의 세포 배양 마이크로챔버 구획은 미생물이 장 챔버를 통과하여 간세포 스페로이드 챔버로 도달하는 것을 억제하기 위해 다공성 멤브레인 필터로 구분하였다. 간세포 스페로이드에 미생물 유래 대사산물을 처리했을 때 간 기능 평가 지표인 알부민과 urea의 발현 수준이 유의하게 향상되는 것을 관찰하였다. 또한, 장-간 축 칩에서 미생물 유래 엑소좀으로 처리한 간세포 스페로이드에서 간 기능 평가 지표인 알부민과 urea의 분비를 분석하였을 때, 엑소좀에 의해 처리된 간세포 스페로이드에서 유의미하게 향상된 것으로 평가되었다. 따라서 본 논문의 장-간 축 칩은 미생물군과 숙주 세포의 상호 작용을 연구하기 위한 잠재적으로 강력한 공동 배양 플랫폼이 될 것으로 생각된다.
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