전체 장기 조직 배양

부분 또는 전체 장기의 체외 배양은 종종 다양한 테스트 조건에서 조직 및 장기 기능을 정확하게 모델링하기 위해 사용됩니다. 전체 장기 배양은 토착 기관 구조를 활용하기 위해 세포절제 된 장기의 탈세포화 또는 세포의 제거를 포함 할 수 있습니다. 이것은 새로운 세포로 재세포화에 선행됩니다. 특수 생물 반응기의 사용은 종종 신체의 조직 성장을 모방하기 위해 재세포화 과정에 통합됩니다. 이 비디오는 전체 장기 조직 배양 뒤에 근본적인 교장을 소개하고 실험실에서 절차를 보여줍니다.

이 과정은 기증자 기관을 수확하는 것으로 시작됩니다. 이 예에서는 원숭이의 기증자 폐를 보여줍니다. 세제 관류라는 과정을 통해, 고립 된 기관은 체계적으로 세척의 시리즈에 의해 그것의 네이티브 세포 집단의 정화, 멸균 세포 기관 매트릭스의 결과. 다음으로, 조직 매트릭스는 확립된 줄기 세포주와 같은 특정 세포 유형을 사용하여 재세포화된다. 세포는 또한 자가 세포 이식에게 불린 조작된 조직을 수신하는 사람에 의해 기증될 수 있습니다. 이것은 거절을 완화하고 기관의 생체 적합성을 향상시킵니다. 대안적으로, 세포는 동종 이식에게 불린 다른 기증자에게서 이용될 수 있습니다. 잠재적인 수령인에게서 충분한 수의 세포를 수확할 수 없는 경우에 이것은 추구될 필요가 있을 지도 모릅니다. 세포가 기관에 종자되면 조직 생물 반응기는 세포 증식과 직접적인 조직 성장을 자극하는 데 사용됩니다. 이 반응기는 기관을 동적으로 배양하고 생체 내에서 발견되는 토착 환경을 모방하는 것을 목표로합니다. 예를 들어, 장기는 혈류를 시뮬레이션하기 위해 연동 펌프에 연결될 수 있다. 이제 장기 문화의 교장에 대해 배웠으니 기증자 폐의 전체 장기 문화와 관련된 예제 절차를 살펴보겠습니다.

시작하려면 기증자 폐를 해부 트레이에 넣고 폐 동맥은 개방형 캐비티에 여성 루어 커넥터를 도입하여 캐뉼러됩니다. 그런 다음 두 번째 여성 루어 커넥터가 기관 개구부에 삽입됩니다. 헤파린 밀리리터당 30단위, 니트로트러스사이드 나트륨 밀리리터당 5마이크로그램을 함유한 인산염 완충식식염 또는 PBS는 혈관의 확대와 폐에서 갇힌 공기의 제거를 용이하게 하기 위해 주입된다. 용액은 천연 반동에 의해 추방되고 캐뉼라를 캡핑하기 전에 두 번 더 반복되며, 폐에 용액을 보유하여 잔류 혈액을 용해합니다. 이어서, 둘 다 아리아가 레이스화되고 기관 루어 캐뉼라 캡은 유체 배수를 용이하게 하기 위해 제거된다. 관류는 PBS, 헤파린 및 나트륨 니트로류 용액으로 가능한 한 많은 혈액이 폐 혈관에서 제거될 때까지 계속됩니다. 탈구를 시작하기 위해 폐는 팽창되어 탈화된 물로 침투합니다. 5개의 동맥 및 혈관 세차제 후에, 폐는 물에서 제거하고 기관 매트릭스에 최소한의 충격이 있는 동안 세포를 제거하기 위하여 Triton에게 불린 세제에 잠수됩니다. 폐는 섭씨 4도에서 하룻밤 을 배양하기 전에 트리톤 용액으로 두 번 더 팽창됩니다. 배양 후, 폐는 신선한 탈이온 된 물로 다섯 번 더 세척됩니다. 다음으로, 폐는 2% 디옥시콜레이트 나트륨 용액에 침수된 다음, 세포 이물질의 탈세포화 및 제거를 용이하게 하기 위해 물과 완충액으로 몇 번 더 세척됩니다. 완전히 정화되면 장기는 사용전까지 섭씨 4도에 멸균 PBS 용액에 저장됩니다.

폐의 자연적인 행동을 모방하기 위해 여기에 표시된 것과 같이 전문 생물 반응기를 사용할 수 있습니다. 첫째, 원자로의 주요 챔버는 5%의 이산화탄소 대기에 평형된 배양 매체로 채워져 있다. 그런 다음 장기가 설치됩니다. 연결되면 뚜껑이 고정되고 모든 공기가 주사기를 사용하여 튜브에서 제거됩니다. 생물 반응기는 평형하기 위하여 조직 배양 인큐베이터로 이동됩니다. 다음으로, 폐는 2분마다 약 1개의 완전한 호흡으로 환기되고 매체는 연동 펌프를 통해 혈관을 통해, 총 30분 동안 분당 약 10 밀리리터로 순환된다.

기도 파종의 경우, 폐는 골수 유래 중간엽 줄기 세포를 포함하는 세포 현탁액으로 팽창된다. 폐에서 일어나는 산소와 이산화탄소 가스 교환을 담당하는 폐포를 재세포화합니다. 폐는 세포가 탈세포 화릭스에 부착 할 수 있도록 밤새 배양된다. 하룻밤 잠복 후 환기가 다시 시작되고 세포는 며칠 동안 장기 매트릭스에서 자랄 수 있습니다. 다음으로, 혈관 파종은 연동 펌프를 사용하여 내피 세포의 점진적 도입에 의해 완료되어 작은 혈관의 재세포화를 시작한 다음 세포 정확한 장기의 개발을 용이하게하기 위해 몇 시간 동안 정적으로 배양됩니다. 배양 배지는 다시 순환되고, 세포는 동적 조건하에서 성장과 부착을 촉진하기 위해 일주일 동안 배양된다. 조직 성장이 완료되면, 조직학은 관두 줄기 세포와 혈관 및 기관의 기도에 내피 세포 모두의 부착 및 성장을 확인하기 위해 수행됩니다. 조직학은 매트릭스 스캐폴드 내의 폐포에 중간엽 줄기 세포및 내피 세포의 부착을 나타내며, 작은 혈관 혈관은 토착 폐 조직의 출현을 일으킨다.

이제 전체 장기 문화에 대해 배웠으니 재생 의학 및 장기 교체의 주요 초점 이외에이 기술의 몇 가지 실용적인 응용 프로그램을 살펴 보겠습니다. 전체 장기 배양은 또한 제약 에이전트 또는 약물 전달 장치를 시험하는 방법으로 사용될 수 있습니다. 예를 들어, 이 연구에서배아 마우스 갑상선은 장기 및 조직을 통해 실험적인 제약 에이전트가 어떻게 운반되는지 관찰하기 위해 장기 모델로 이식, 배양 및 활용되었습니다. 이 시뮬레이션은 궁극적으로 약물이 생체 내의 기관 내에서 전달되는 방법의 보다 현실적인 표현으로 이어질 수 있습니다. 마지막으로, 전체 장기 조직 배양 은 다양한 조건하에서 조직의 행동, 연구하는 데 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 추간판은 소 꼬리에서 수확하여 디스크 변성의 가능한 메커니즘을 연구하였다. 특별히 설계된 바이오 리액터는 이러한 하중이 변성과 미치는 영향을 더 잘 이해하기 위해 디스크에 기계적 적재를 유도하기 위해 사용되었습니다.

당신은 전체 장기 조직 문화에 조브의 비디오를 보았다. 이제 전체 장기가 어떻게 시험관 내에서 배양될 수 있는지, 그리고 이 기술이 생명 공학 분야에서 어떻게 적용되는지 이해해야 합니다. 시청해 주셔서 감사합니다.