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May 30, 2023

OrganoidChip은 하이드로겔을 촉진합니다

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 11268(2023) 이 기사 인용 2350 액세스 12 Altmetric Metrics 세부 정보 오가노이드는 자기 조립된 세포 집합체의 3차원 구조입니다.

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 11268(2023) 이 기사 인용

2350 액세스

12 알트메트릭

측정항목 세부정보

오가노이드는 생체 내 기관의 해부학적 특징을 모방하고 약물 테스트를 위한 체외 소형 장기 모델 역할을 할 수 있는 자가 조립된 세포 집합체의 3차원 구조입니다. 약물 독성과 효능을 연구하는 가장 효율적인 방법은 최소한의 시간에 획득한 다수의 오가노이드에 대한 고해상도 이미징이 필요합니다. 현재는 오가노이드의 고속 고함량 이미징이 가능한 적합한 플랫폼이 없습니다. 이러한 지식 격차를 해결하기 위해 우리는 종말점, 빠른 이미징을 위해 오가노이드를 고정시키는 독특한 디자인을 통합한 미세유체 이미징 플랫폼인 OrganoidChip을 제시합니다. 칩에는 6개의 평행한 트래핑 영역이 포함되어 있으며, 각 영역에는 기본 배양 플레이트에서 전달된 오가노이드를 수용하고 고정하는 준비 및 고정 챔버가 있습니다. 우리는 먼저 OrganoidChip이 생존 가능성과 기능성을 손상시키지 않으면서 장 및 심장 오르가노이드를 효율적으로 고정할 수 있음을 보여줍니다. 다음으로, 우리는 오가노이드의 생존 가능성과 독소루비신 치료에 대한 자발적인 수축 특성의 용량 의존적 반응을 평가하고 오프칩 실험과 유사한 결과를 얻는 데 있어 우리 장치의 능력을 보여줍니다. 중요한 것은 이 칩이 기존 이미징 플랫폼보다 훨씬 빠른 속도로 오가노이드 이미징을 가능하게 하고 오가노이드 표류, 수영 및 빠른 무대 이동으로 인해 발생하는 흐릿한 이미지 획득을 방지한다는 것입니다. 종합하면, OrganoidChip은 미래에 오가노이드의 높은 처리량과 고해상도 이미징을 제공할 수 있는 멀티웰 플레이트 형식의 빌딩 블록 역할을 할 수 있는 유망한 미세유체 플랫폼입니다.

최근 몇 년 동안 오가노이드 기술은 해당 기관 조직의 고유한 특성을 요약할 수 있는 고급 시험관 내 모델로 등장했습니다1. 다양한 세포 유형을 조사하고 유기체 미세 환경 내에서 발생하는 현상을 이해하려면 고용량 이미징(HCI)이 필요합니다. 이 목표를 달성하려면 자동화되고 효율적이며 빠른 방식으로 샘플의 고해상도 및 처리량 이미징을 지원하는 플랫폼이 필요합니다. HCI에는 오가노이드를 미리 정해진 위치에 고정시키는 평면 바닥 장치가 필수적입니다.

기존 기술은 모든 HCI 요구 사항을 부분적으로만 충족합니다. 예를 들어, 멀티웰 플레이트는 오가노이드(즉, 96-, 384- 및 1536-웰 형식)의 고처리량 배양 및 스크리닝을 위한 일반적인 수단입니다. 이 플레이트에는 자체 조립에 의한 오가노이드(또는 회전 타원체)의 형성을 촉진하는 둥근 U자형, V자형 또는 M자형 바닥(예: Elplasia® 및 Aggrewell™)이 있는 웰이 있습니다2,3,4. 그러나 이러한 우물의 평평한 바닥으로부터의 편차는 수차를 도입하고 오르가노이드5의 고해상도 이미징을 허용하지 않습니다. 이 문제를 해결하려면 사용자는 고해상도 및 공초점 이미징2을 위해 오가노이드를 바닥이 평평한 유리 표면이 있는 멀티웰 플레이트로 옮겨야 합니다. 오가노이드의 전달이 성공적으로 달성되더라도 평평한 바닥 멀티웰 플레이트는 이미징 중 빠른 단계 이동 또는 웰 내 자연 대류 중에 오가노이드 표류에 취약합니다. 이러한 샘플 이동은 전체 유기체를 이미지화하기 위해 여러 FOV(시야) 및 z-스택을 캡처해야 하는 대형 유기체의 체적 및 고해상도 이미징을 크게 방해합니다. 표류 외에도 전체 우물 내에서 각 유기체를 찾는 것은 시간이 많이 걸리고 노동 집약적입니다. 이 과정에서는 저배율 대물렌즈와 고배율 대물렌즈 사이를 전환하고 오가노이드의 위치를 ​​결정하기 위해 반복적으로 초점을 다시 맞춰야 합니다. 평면 바닥 멀티웰 플레이트의 또 다른 단점은 일부 오르가노이드가 웰 가장자리에 위치하여 대비가 낮고 이미지가 왜곡될 위험이 있다는 것입니다.