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

쥐 장 오가노이드의 생성과 조작

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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.

여기서는 쥐의 장 오가노이드를 생성하고 여러 다운스트림 응용 분야에서 사용하는 프로토콜을 제시합니다. 쥐는 종종 선호되는 전임상 모델이며, 강력한 장 오가노이드 시스템은 in vivo 연구에 수반되는 in vitro 시스템의 필요성을 충족시킵니다.

이 연구에서 우리는 장기 세포 배양에서 강력한 쥐 장 오가노이드 모델을 확립했습니다. 또한 렌티바이러스 감염과 일시적 형질주입을 모두 사용한 최초의 성공적인 유전자 조작을 입증했습니다. 이 모델은 생체 내에서 사용할 수 있는 유전 도구가 제한된 쥐의 장 생물학을 조작하기 위한 훌륭한 도구입니다.

쥐의 장내 오가노이드는 이전에는 장기적으로 배양하기 어려웠습니다. 강력하고 유전적으로 조작 가능한 쥐 오가노이드 모델을 생성함으로써 연구자들에게 특정 상황에 가장 적합한 오가노이드 모델을 선택할 수 있는 추가적인 유연성과 선택권을 제공하고 있습니다. 생쥐 장 오가노이드는 줄기세포 거동, 세포의 운명 및 생리학을 연구하는 데 사용되지만 차선의 모델이 될 수 있습니다.

생쥐와 인간 생물학 사이에는 중요한 차이점이 있기 때문입니다. 반면, 인간 장 오가노이드는 얻기 어려울 수 있으며 복잡한 세포 배양 요구 사항을 가지고 있습니다. 여기서 설명하는 쥐 오가노이드 모델은 인간 생물학에 대한 주요 생리학적 관련성을 유지하면서도 인간 장 오가노이드보다 접근과 관리가 훨씬 쉽습니다.

쥐 장 오가노이드 모델을 개발하고 최적화하면 유전자 조작, 약리학적 치료, 장 생물학에 대한 고처리량 연구, 인간과의 주요 생리학적 관련성을 가진 접근 가능한 모델이 가능합니다. 또한 이러한 쥐 오가노이드를 통해 종 특이적 생리학, 세포 운명, 표현형 변이 및 장내 질병 모델을 연구할 수 있습니다.