Generation and Manipulation of Rat Intestinal Organoids

Eleanor Zagoren; Anderson K. Santos; Nadia A. Ameen; Kaelyn Sumigray

doi:10.3791/65343

JoVE Journal
Biology

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JoVE Journal Biology

Generation and Manipulation of Rat Intestinal Organoids

ラット腸管オルガノイドの作製と操作

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09:49 min

June 23, 2023

DOI: 10.3791/65343-v

Eleanor Zagoren*¹, Anderson K. Santos*^1,2, Nadia A. Ameen^3,4, Kaelyn Sumigray^1,5,6

¹Department of Genetics,Yale School of Medicine, ²Department of Pediatrics,Yale School of Medicine, ³Department of Pediatrics/Gastroenterology and Hepatology,Yale School of Medicine, ⁴Department of Cellular and Molecular Physiology,Yale School of Medicine, ⁵Yale Stem Cell Center,Yale School of Medicine, ⁶Yale Cancer Center,Yale School of Medicine

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This study investigates the establishment of a robust rat intestinal organoid model suitable for long-term cell culture. The model facilitates genetic manipulations and serves as an accessible in vitro system to further explore intestinal biology relevant to human physiology.

Key Study Components

Research Area

Intestinal biology
Genetic manipulation techniques
Preclinical models

Background

Rats are a preferred preclinical model.
Previous difficulties in long-term culture of rat intestinal organoids.
Key differences exist between mouse and human biology that can affect research outcomes.

Methods Used

Lentiviral infection and transient transfection for genetic modifications.
Rat intestinal organoids as the biological system.
Cell culture and dissection methodologies for organoid generation.

Main Results

Successful generation and maintenance of rat intestinal organoids.
Demonstrated genetic manipulability of the organoids.
Provided a viable alternative to mouse and human organoid models for biological studies.

Conclusions

The study offers a novel rat intestinal organoid model that supports genetic manipulation.
This model can significantly enhance research in intestinal biology with human relevance.

Frequently Asked Questions

What is the significance of using rat intestinal organoids?

Rat intestinal organoids represent a more accessible and relevant model to human physiology compared to mouse or human organoids.

How can genetic manipulation be achieved in rat intestinal organoids?

Genetic manipulation can be achieved using lentiviral infection and transient transfection methods.

What are the main applications of these organoids?

They can be used for pharmacological treatments, studying cell fate, and high-throughput screening in intestinal biology.

How does this model compare to other organoid models?

Rat organoids provide key physiological relevance while being easier to culture than human organoids and more suitable for certain studies than mouse organoids.

What maintenance is required for the organoid cultures?

The organoid cultures require specific media and controlled incubation conditions for optimal growth and maintenance.

Can these organoids be used in disease modeling?

Yes, the rat intestinal organoid model can be utilized to study species-specific physiology, cell fates, and variations in disease models.

What technologies are important for this research?

Key technologies include cell culture techniques, genetic manipulation methods, and microscopy for imaging organoid development.

ここでは、ラット腸管オルガノイドを作製し、いくつかのダウンストリームアプリケーションで使用するためのプロトコルを紹介します。ラットはしばしば好ましい前臨床モデルであり、堅牢な腸オルガノイド系は、in vivo研究に付随するin vitroシステムの必要性を満たします。

本研究では、長期細胞培養に頑健なラット腸管オルガノイドモデルを確立しました。また、レンチウイルス感染と一過性トランスフェクションの両方を用いた遺伝子操作に初めて成功したことを実証しています。このモデルは、in vivoで利用できる遺伝的ツールが限られているラットの腸内生物学を操作するための優れたツールです。

ラット腸管オルガノイドは、これまで長期培養が困難でした。頑健で遺伝子操作可能なラットオルガノイドモデルを作成することで、研究者が特定の状況に最適なオルガノイドモデルを選択するための柔軟性と選択肢を提供します。マウス腸オルガノイドは、幹細胞の挙動、細胞の運命、生理学の研究に用いられますが、最適とは言えないモデルとなる可能性があります。

マウスと人間の生物学の間には重要な違いがあるためです。一方、ヒト腸オルガノイドは入手が困難であり、複雑な細胞培養要件があります。ここで説明するラットオルガノイドモデルは、ヒトの腸オルガノイドよりもアクセスとケアがはるかに容易であると同時に、ヒトの生物学にとって重要な生理学的関連性を保持しています。

ラット腸管オルガノイドモデルの開発と最適化により、遺伝子操作、薬理学的治療、腸内生物学のハイスループット研究が可能になり、ヒトに重要な生理学的関連性を持つアクセス可能なモデルが可能になります。さらに、これらのラットオルガノイドは、種特異的な生理学、細胞運命、および腸内の表現型変異と疾患モデルの研究を可能にします。

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