Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Одноклеточные кишечные органоиды для исследований органоидов

743 просмотров

⸱

DOI:

10.3791/69265

⸱

6 февраля 2026 г.

 ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Anatomy, Graduate School of Medical Science, Brain Korea 21 Project, Yonsei University College of Medicine, 2Division of Gastroenterology and Hepatology, Department of Medicine, NYU Grossman School of Medicine, 3Division of Gastroenterology and Hepatology, Department of Medicine, University of Pennsylvania Perelman School of Medicine, 4Department of Pathobiology, University of Pennsylvania Perelman School of Veterinary Medicine

В этой статье

Краткое содержание

Мы представляем протокол для получения органоидов кишечника с одноклеточными семенами, полученных пациентами, предоставляя стандартизированные культуры, снижающие гетерогенность и улучшающие воспроизводимость для последующих анализов и применений в прецизионной медицине.

Аннотация

Недавние достижения в области органоидных технологий позволили создать кишечные органоиды (PDIO), полученные пациентами, которые воспроизводят структурные, функциональные, генетические и эпигенетические особенности их исходных тканей. Однако традиционные органоиды, производные из прохода, неизбежно дают разнородные популяции по размеру и числу, что приводит к непоследовательным результатам даже при одинаковых условиях. Для решения этой проблемы был разработан стандартизированный подход, называемый здесь «одноклеточными PDIO». В этом методе зрелые PDIO ферментативно диссоциировались на отдельные клетки и засеяны в определённом числе в отдельные колодцы пластины с 96 лунками. Это контролируемое посева нормализовало размер и количество PDIO. По сравнению с органоидами, полученными из прохода, одноклеточные PDIO демонстрировали сниженную межколодическую вариабельность количества органоидов и внутриколодцевую вариабельность размеров органоидов, что позволяет определять эффективность генерации и повышает воспроизводимость тестов жизнеспособности. Кроме того, эта платформа совместима с дальнейшим анализом, включая транскриптомический анализ и профилирование экспрессии белков. В совокупности этот подход может повысить экспериментальную согласованность и предоставить практическую основу для воспроизводимых исследований на основе PDIO.

Введение

Человеческий кишечник — это сложная экосистема, определяемая тонко настроенными взаимодействиями между микробиотой кишечника, эпителием кишечника и иммуннойсистемой. Эти компоненты поддерживают кишечный гомеостаз через строго регулируемые сигнальные сети. Например, микробиота кишечника, включающая более десяти триллионов микробных организмов, взаимодействует с иммунными клетками, регулируя активность иммунной системы и поддерживая сбалансированную кишечнуюсреду 2. Кишечный эпителий играет ключевую роль в опосредовании этого перекрёстного взаимодействия между микробиотой и иммуннойсистемой 3,4. Кишечные стволовые клетки (ISC), ключевой двигатель обновления эпителия, непрерывно регенерируют и дифференцируются в специализированные типы клеток, включая секреторные линии клеток (клетки Панета, кубковые клетки, энтероэндокринные клетки и клетки Тафта), абсорбционные энтероциты и микрофолдныеклетки 5,6. Вместе эти клетки образуют жизненно важный физический барьер и функциональный интерфейс, который защищает хозяина от воспалительных раздражителей.

В последние годы PDIO стали мощной платформой в трансляционныхисследованиях 7. Эти трёхмерные (3D) культуры создаются из ISC, изолированных из тканей пациентов и хранящихся в внеклеточном матриксе, таком как внеклеточный матрикс (ECM), вместе с определёнными факторами роста, которые повторяют нишуISC 8,9. В частности, PDIO сохраняют генетические и эпигенетические характеристики донорской ткани, что позволяет продолжить расширение и воспроизводимые эксперименты. С тех пор как Сато и соавторы впервые разработали PDIO из лейцин-обогатённых повторных рецепторов G-белка 5+ (Lgr5⁺)ISC 10, последующие исследования выявили важные факторы роста для генерации и дифференцировки PDIO, что привело к широко принятому протоколам влабораториях 11,12,13. Однако экспериментальные условия, используемые для лечения PDIO кандидатными препаратами, значительно различаются в разных исследованиях и часто недостаточноописаны 14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26, 27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44, 45,46,47. Кроме того, PDIO обычно проходят через механические нарушения, что приводит к гетерогенности размера органоидов, морфологии и пространственного расположения. Эта вариабельность усложняет точную оценку чувствительности к лекарствам и лежащим в основе молекулярных механизмов. Для устранения этого ограничения недавние исследования разработали PDIO, полученные из суспензии с одной клеточкой или отсортированных одиночныхклеток 45, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54.

В этой статье, как один из дополняющих и практических методов, представлены «одноклеточные PDIO» для генерации стандартизированных PDIO из суспензии одной ячейки с использованием традиционного ЭБ и среды, что позволяет проводить точные и воспроизводимые анализы. Кратко: отдельные клетки, выделенные из зрелых PDIO, были встроены в ECM при определённой плотности клеток, а полученные культуры отслеживались в течение 2 недель, при этом количественно оценивались их число, размер и морфология. Поскольку каждый купол ECM встроен с известным входом ячейки, количество органоидов на одну скважину является постоянным, что позволяет рассчитывать эффективность генерации в виде показания регенеративной ёмкости в каждой органоиднойлинии 49,54. Хотя куполообразный матригель обладает неоднородностью размеров из-за пространственного градиента концентрации Wnt3a, вызванного его внутренней нестабильностью и ограниченнойдиффузией 55, вариабельность размера между колодцями в одноклеточных PDIO заметно ниже, чем у органоидов, получаемых изпассажа 49,54. Однако такой подход всё ещё имеет практические ограничения. Без флуоресцентно-активируемой сортировки клеток некоторые органоиды могут образовываться из дублетов или триплетов, что приводит к внутренней биологической гетерогенности внутри PDIO. Кроме того, оптимальное количество отдельных клеток необходимо эмпирически определить для каждой органоидной линии из-за различных эффективностей генерации. Наконец, полностью дифференцированные одноклеточные PDIO подвергались дальнейшим анализам, включая количественную обратную транскрипцию ПЦР (qRT-PCR), вестерн-блот и иммуногистохимию.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

Все материалы и реагенты, необходимые для эксперимента, перечислены в Таблице материалов.

1. Подготовка реагентов и материалов

  1. Предварительно разогрейте органоидную культурную пластину в инкубаторе при температуре 37 °C более 90 минут.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Предварительное прогрев посевной пластины поможет затвердеть ECM и сохранить форму купола. 90 минут — минимальное необходимое время для полимеризации ЭБМ. Настоятельно рекомендуется предварительно разогревать тарелку более 12 часов.
  2. Используйте органоидную среду для роста (EXP), дополненную 0,5% пенициллин-стрептомицином (PS) в качестве органоидной культуры.
  3. Для дифференцировки одноклеточных PDIO используют дифференцировальную среду (DIF), состоящую из базальной среды, дополненной факторами роста (Таблица 1). Базальная среда состоит из продвинутогося DMEM/F12, дополненного 0,5 % PS, 0,25% гентамицина сульфата и 1% глутамина, а также следующих факторов роста: Ноггин (100 нг/мл), R-Спондин-1 (1 мкг/мл), Wnt3a (100 нг/мл), эпидермальный фактор роста (EGF; 50 нг/мл), N-ацетил-L-цистеин (1 мМ), [Leu 15]-гастрин I человека (10 нМ), A 83-01 (500 нМ), инсулиноподобный фактор роста 1 (IGF-I; 200 нг/мл), фактор роста фибробластов (FGF; 100 нг/мл) и добавка B-27 (1x) (Таблица 1).
    ПРИМЕЧАНИЕ: PS и гентамицин являются биологически опасными и должны использоваться с помощью перчаток и защиты глаз.
  4. Приготовьте раствор для восстановления клеток (CRS), буфер для промывания (DMEM с высоким содержанием глюкозы и 1% BSA), 1 мМ Y-27632, EXP и DIF, и храните на льду до использования.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Дайте EXP и DIF уравновеситься до комнатной температуры не менее 20 минут перед добавлением в предварительно подогретые плиты для культуры.
  5. Разморозьте ECM на льду и убедитесь, что он всегда остаётся холодным.
    ПРИМЕЧАНИЕ: ECM требует размораживания на льду и всегда следует держать холодным, чтобы предотвратить преждевременную полимеризацию.
  6. Уравновесить ферментативный диссоциационный реагент до комнатной температуры. Предварительно прогрейте реагент в водяной бане при температуре 37 °C перед нанесением.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Ферментативный реагент для диссоциации является раздражителем и должен обращаться с ним с помощью соответствующих средств индивидуальной защиты.

2. Оттаивание и восстановление криоконсервированных PDIO

  1. Достаньте криовиальную трубку с органоидами из резервуара с жидким азотом. Немного ослабьте крышку трубки и разморозьте в водяной бане при температуре 37 °C на 60-90 секунд.
    ПРИМЕЧАНИЕ: После оттаивания немедленно переложите трубку в лёд.
  2. Предварительно смочите ширококалиберный наконечник пипетки с буфером для промывания и перенесите органоиды из криовиальной трубки в трубку объемом 50 мл.
  3. Прополосните криовиал 1 мл буфера для стирки и перенесите оставшееся содержимое в 50 мл трубку. Повторите этот этап промывания дважды.
  4. Центрифуга при 290 × г в течение 7 минут при 4 °C. Убедитесь, что на дне трубки образуется видимая гранула.
  5. Аспирировать супернатант.
  6. Повторное подвесение в РЭБ с помощью ширококалиберного предварительно увлажнённого наконечника пипетки.
  7. Наведите ECM на заранее нагретую пластину с 24 лунками и инкубуйте при 37 °C в течение 10 минут.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Используйте 30 мкл ECM на каждую скважину.
  8. Добавьте EXP и окружите скважины стерильным физиологическим раствором с 1x фосфат-буфером (PBS) или дистиллированной водой.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Используйте 500 мкл опыта на каждую скважину. Культура в EXP дополнялась 10 мкм Y-27632 в первые 3 дня, затем перешла на EXP без Y-27632.

3. Передача PDIO

  1. Аспирируйте потраченный опыт.
  2. Предварительно смочите ширококалиберный кончик пипетки с буфером для промывания, добавьте 1 мл реагента для диссоциации клеток для отсоединения ЭКМ и перенесите содержимое в трубку объемом 15 мл.
  3. Инкубировать трубку на качалке 10 минут при комнатной температуре.
  4. Центрифуга при 300 × г в течение 7 минут при 4 °C.
  5. Декантируйте супернатант и добавьте 1 мл буфера для стирки. Подвесьте 20 раз.
  6. Добавьте ещё 1 мл буфера для стирки, подвесьте 20 раз и переведите в пробирку на 50 мл.
  7. Центрифуга при 300 × г в течение 7 минут при 4 °C.
  8. Аспирировать супернатант.
  9. Повторное подвесение в РЭБ с помощью ширококалиберного предварительно увлажнённого наконечника пипетки.
  10. Наведите ECM на заранее нагретую пластину с 24 лунками и инкубуйте при 37 °C в течение 10 минут.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Используйте 30 мкл ECM на каждую скважину.
  11. Добавьте EXP и окружите скважины стерильной 1x PBS или дистиллированной водой.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Используйте 500 мкл опыта на каждую скважину. Культура в EXP дополнялась 10 мкм Y-27632 в первые 3 дня, затем перешла на EXP без Y-27632.

4. Культура PDIO с одноклеточными семенами.

  1. Аспирируйте потраченный опыт.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Отходы, содержащие антибиотики (например, отработанную среду с PS или гентамицином), следует автоклавировать перед утилизацией.
  2. Мойте 1 мл стерильного 1x PBS.
  3. Предварительно смочите широкоствольный наконечник пипетки с буфером для промывания, добавьте 300 мкл CRS для отсоединения ECM и перенесите содержимое в трубку на 50 мл.
  4. Центрифуга при 300 × г в течение 5 минут при 4 °C (рисунок 1A).
  5. Аспирируйте супернатант, добавьте 3 мл буфера для стирки и повторно суспензируйте 20 раз.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Этот этап механически нарушает органоиды.
  6. Центрифуга при 300 × г в течение 5 минут при 4 °C (рисунок 1B).
  7. Аспирировать супернатант и добавить 5 мл предварительно нагретого ферментативного диссоциационного реагента, содержащего 10 мкм Y-27632. Покрутите 2-3 раза и инкубируем в водяной бане при температуре 37 °C в течение 20 минут, встряхивая трубку каждые 5 минут.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Заполнители обломков обычно появляются в течение 10 минут после инкубации. Ограничьте общую обработку ферментативного диссоциационного реагента менее чем 20 минут. Не превышайте 25 минут, так как переварение значительно снижает урожайность и жизнеспособность отдельных клеток.
  8. Добавьте 10 мл глюкозы с высоким содержанием DMEM.
  9. Центрифуга при 300 × г в течение 5 минут при 4 °C (рисунок 1C).
  10. Аспирируйте супернатант и добавьте 1 мл буфера для стирки. Подвесьте 20 раз.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Отходы, содержащие реагент для ферментативной диссоциации, следует собирать отдельно и инактивировать с отбеливателем 0,5–1% не менее 30 минут до утилизации согласно институциональным рекомендациям по биобезопасности.
  11. Фильтруйте через сито 40 мкм в новую трубку объёмом 50 мл (рисунок 1D).
    ПРИМЕЧАНИЕ: Этот этап критически важен для выделения отдельных клеток от зрелых органоидов. Для выделения отдельных клеток следует использовать сито с размером 40 мкм.
  12. Считайте клетки с помощью трипан-синего. Перенесите рассчитанный объём в трубку объёмом 1,5 мл.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Пластина 3 000–4 000 элементов на скважину в предварительно нагретой пластине на 96 колодц.
  13. Центрифуга при 300 × г в течение 5 минут при 4 °C (рисунок 1E).
  14. Удалите супернатант с помощью пипетки.
  15. Повторно суспензировать ячейки в ECM (100-500 элементов/мкл) с помощью ширококаналного предварительно увлажнённого наконечника пипетки.
  16. Вставьте ECM в заранее подогреную пластину на 96 лунок и инкубуйте при 37 °C в течение 10 минут.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Используйте 10 мкл ECM на каждую скважину.
  17. Добавьте DIF в скважины. Окружите колодцы стерильной 1x PBS или дистиллированной водой.
    ПРИМЕЧАНИЕ: используйте 150 мкл DIF на каждую скважину. Культура в DIF дополнялась 10 мкм Y-27632 в течение 3 дней, затем переходила на DIF без Y-27632. Меняйте среду каждые 3 дня и поддерживайте его в общей сложности 10 дней.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Для получения одноклеточных PDIO были собраны биопсии слизистого щипка терминальной подвздошной части и восходящей кишки у одобряющих здоровых пациентов во время наблюдательной колоноскопии с использованием стандартных щипцов 2,8 мм в рамках Институционального обзорного совета Медицинской школы Гроссмана Нью-Йоркского университета (Mucosal Immune Profiling у пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника; S12-01137). Затем были получены одноклеточные PDIO путём диссоциации 6 000 кле...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

PDIO обладают огромным потенциалом в области точного моделирования заболеваний, скрининга лекарств и регенеративной медицины, поскольку они добросовестно сохраняют генетический и эпигенетический ландшафт отдельных пациентов. Однако их практическое применение часто затрудняется из-за сложностей в стандартизации генерации и характеристики органоидов. Для преодоления этих проблем в недавних исследованиях был введён подход с использованием PDIO, полученных из одноклеточной суспензии или отде...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Джордан Э. Аксельрад получил исследовательские гранты от BioFire Diagnostics, Genentech, Janssen и Takeda; гонорары за консультации, гонорары или сборы консультативных советов от AbbVie, Abivax, Adiso, Biomerieux, Bristol-Myers Squibb, Celltrion, Ferring, Fresenius, Janssen, Merck, Pfizer, Sanofi, Takeda и Vedanta. К.С. является изобретателем по патентам США под номером 10,722,600 и предварительных патентов 62/935,035 и 63/157,225.

Благодарности

Эта работа была частично поддержана грантом Национального исследовательского фонда Кореи (NRF), финансируемым правительством Кореи (MSIT) (RS-2025-00557588, RS-2024-00411768, RS-2025-18362970 и RS-2025-02214844, Кён Ку Чан); грант на проект исследований и разработок в области здравоохранения Кореи через Институт развития индустрии здравоохранения Кореи (KHIDI), финансируемый Министерством здравоохранения и социального обеспечения Республики Корея (RS-2024-00406488, Кён Ку Чан); Грант Национального института здравоохранения (NIH) DK093668 (Кен Кэдвелл); K23DK124570 (Джордан Э. Аксельрад); Фонд Крона и колита (Джордан Э. Аксельрад). Спонсоры не участвовали в разработке исследования, сборе и анализе данных, решении о публикации или подготовке рукописи.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
[Leu15] - Гастрин I человекСигма-ОлдричG91450-0,1 мг
Коническая трубка объёмом 15 млSPL50015
PBS 20X, pH 7.4BiosesangP2007-7.4
Коническая трубка объёмом 50 млSPL50050
A 83-01Токрис2939-10 мг
Продвинутый DMEM/F-12Gibco12634010
Axygen 1000 и микро; L-наконечники пипеты, широкоствольные, прозрачные, нестерильныеAxygenT-1005-WB-C
Axygen 200 µ L-наконечники пипеты, широкоствольные, прозрачные, нестерильныеAxygenT-205-WB-C
Добавка B-27 (50X) без сывороткиGibco17504044
Бычий сывороточный альбуминРош10735078001
Микропластины из полистирола Corning с 96 скважинамиКорнинг3599
Решение для восстановления ячеек КорнингаКорнинг354253
Матрица Corning ECM (Corning Matrigel) Корнинг356231
Costar с 24-скважинными прозрачными TC-обработанными пластинами с множественными скважинамиКорнинг3526
DMEM с высоким содержанием глюкозы со стабильным глутамином и пируватом натрияBiowestL0103-500
ГентамицинGibco15750060
Мягкий реагент для диссоциации клетокСтволовые клетки100-0485
Человеческий FGF-базовый (FGF-2/bFGF) (154 aa) рекомбинантный белокGibco100-18B-100UG
Человеческий IGF-I — рекомбинантный белок без животныхGibcoAF-100-11-500UG
Белок Ноггина человекаАкробиосистемаNON-H5219-1 мг
Белок человека R-Spondin 1 / RSPO1 (21-146)АкробиосистемаRS6-H4220-1mg
Среда для роста органоидов IntestiCult (человек)Стволовые клетки6010
L-глутамин 100XBiowestX0550-100
Рекомбинантный белок EGF мышиGibco315-09-100UG
N-ацетил-L-цистеинСигма-ОлдричA9165-5 g
Раствор пенициллина-стрептомицина 100XBiowestl0022-100
Рекомбинантный человеческий суррогат Wnt3aАкробиосистемаWNE-W5253-50ug
ТрипЛЭ (реагент ферментативной диссоциации) экспрессирует фермент (1X), без фенола, красного и безалкогольного;Gibco12604013
Y-27632 дигидрохлоридТокрис1254-10 МГ

Ссылки

  1. Kaiko, G. E., Stappenbeck, T. S. Host-microbe interactions shaping the gastrointestinal environment. Trends Immunol. 35 (11), 538-548 (2014).
  2. Zheng, D., Liwinski, T., Elinav, E. Interaction between microbiota and immunity in health and disease. Cell Res. 30 (6), 492-506 (2020).
  3. Liebing, E., Krug, S. M., Neurath, M. F., Siegmund, B., Becker, C. Wall of Resilience: How the Intestinal Epithelium Prevents Inflammatory Onslaught in the Gut. Cell Mol Gastroenterol Hepatol. 19 (2), 101423(2025).
  4. Soderholm, A. T., Pedicord, V. A. Intestinal epithelial cells: at the interface of the microbiota and mucosal immunity. Immunology. 158 (4), 267-280 (2019).
  5. Peterson, L. W., Artis, D. Intestinal epithelial cells: Regulators of barrier function and immune homeostasis. Nat Rev Immunol. 14 (3), 141-153 (2014).
  6. van der Flier, L. G., Clevers, H. Stem cells, self-renewal, and differentiation in the intestinal epithelium. Annu Rev Physiol. 71, 241-260 (2009).
  7. Lucafò, M., et al. Patient-derived organoids for therapy personalization in inflammatory bowel diseases. World J Gastroenterol. 28 (24), 2636-2653 (2022).
  8. Zhao, Z., et al. Organoids. Nat Rev Methods Primers. 2, (2022).
  9. Parente, I. A., Chiara, L., Bertoni, S. Exploring the potential of human intestinal organoids: Applications, challenges, and future directions. Life Sci. 352, 122875(2024).
  10. Sato, T., et al. Single Lgr5 stem cells build crypt-villus structures in vitro without a mesenchymal niche. Nature. 459 (7244), 262-265 (2009).
  11. Sato, T., et al. Long-term expansion of epithelial organoids from human colon, adenoma, adenocarcinoma, and Barrett's epithelium. Gastroenterology. 141 (5), 1762-1772 (2011).
  12. Miyoshi, H., Stappenbeck, T. S. In vitro expansion and genetic modification of gastrointestinal stem cells in spheroid culture. Nat Protoc. 8 (12), 2471-2482 (2013).
  13. Fujii, M., et al. Human intestinal organoids maintain self-renewal capacity and cellular diversity in niche-inspired culture condition. Cell Stem Cell. 23 (6), 787-793.e6 (2018).
  14. An, S., Huh, H., Ko, J. S., Moon, J. S., Cho, K. Y. Establishment and characterization of patient-derived intestinal organoids from pediatric Crohn's disease patients. Pediatr Gastroenterol Hepatol Nutr. 27 (6), 355-363 (2024).
  15. d'Aldebert, E., et al. Characterization of human colon organoids from inflammatory bowel disease patients. Front Cell Dev Biol. 8, 363(2020).
  16. Arnauts, K., et al. Ex vivo mimicking of inflammation in organoids derived from patients with ulcerative colitis. Gastroenterology. 159 (4), 1564-1567 (2020).
  17. Deleu, S., et al. High acetate concentration protects intestinal barrier and exerts anti-inflammatory effects in organoid-derived epithelial monolayer cultures from patients with ulcerative colitis. Int J Mol Sci. 24 (1), (2023).
  18. Dennison, T. W., et al. Patient-derived organoid biobank identifies epigenetic dysregulation of intestinal epithelial MHC-I as a novel mechanism in severe Crohn's Disease. Gut. 73 (9), 1464-1477 (2024).
  19. Ding, W., Marx, O. M., Mankarious, M. M., Koltun, W. A., Yochum, G. S. Disease severity impairs generation of intestinal organoid cultures from inflammatory bowel disease patients. J Surg Res. 293, 187-195 (2024).
  20. Dotti, I., Mayorgas, A., Salas, A. Generation of human colon organoids from healthy and inflammatory bowel disease mucosa. PLoS One. 17 (10), e0276195(2022).
  21. Ferrer-Picón, E., et al. Intestinal inflammation modulates the epithelial response to butyrate in patients with inflammatory bowel disease. Inflamm Bowel Dis. 26 (1), 43-55 (2020).
  22. Gopalakrishnan, S., et al. Comprehensive protocols for culturing and molecular biological analysis of IBD patient-derived colon epithelial organoids. Front Immunol. 14, 1097383(2023).
  23. Hammoudi, N., et al. Autologous organoid co-culture model reveals T cell-driven epithelial cell death in Crohn's Disease. Front Immunol. 13, 1008456(2022).
  24. Jurickova, I., et al. Eicosatetraynoic acid and butyrate regulate human intestinal organoid mitochondrial and extracellular matrix pathways implicated in Crohn's disease strictures. Inflamm Bowel Dis. 28 (7), 988-1003 (2022).
  25. Kakni, P., Truckenmüller, R., Habibović, P., van Griensven, M., Giselbrecht, S. A Microwell-based intestinal organoid-macrophage co-culture system to study intestinal inflammation. Int J Mol Sci. 23 (23), (2022).
  26. Karakasheva, T. A., et al. Patient-derived colonoids from disease-spared tissue retain inflammatory bowel disease-specific transcriptomic signatures. Gastro Hep Adv. 2 (6), 830-842 (2023).
  27. Kawamoto, A., et al. Ubiquitin D is upregulated by synergy of notch signalling and TNF-α in the inflamed intestinal epithelia of IBD patients. J Crohns Colitis. 13 (4), 495-509 (2019).
  28. Kelsen, J. R., et al. Colonoids from patients with pediatric inflammatory bowel disease exhibit decreased growth associated with inflammation severity and durable upregulation of antigen presentation genes. Inflamm Bowel Dis. 27 (2), 256-267 (2021).
  29. Lee, C., et al. Intestinal epithelial responses to IL-17 in adult stem cell-derived human intestinal organoids. J Crohns Colitis. 16 (12), 1911-1923 (2022).
  30. Matsuzawa-Ishimoto, Y., et al. An intestinal organoid-based platform that recreates susceptibility to T-cell-mediated tissue injury. Blood. 135 (26), 2388-2401 (2020).
  31. Matsuzawa-Ishimoto, Y., et al. The γδ IEL effector API5 masks genetic susceptibility to Paneth cell death. Nature. 610 (7932), 547-554 (2022).
  32. Murthy, S., et al. Single-cell transcriptomics of rectal organoids from individuals with perianal fistulizing Crohn's disease reveals patient-specific signatures. Sci Rep. 14 (1), 26142(2024).
  33. Nanki, K., et al. Somatic inflammatory gene mutations in human ulcerative colitis epithelium. Nature. 577 (7789), 254-259 (2020).
  34. Niklinska-Schirtz, B. J., et al. Ileal derived organoids from Crohn's disease patients show unique transcriptomic and secretomic signatures. Cell Mol Gastroenterol Hepatol. 12 (4), 1267-1280 (2021).
  35. Nishimura, R., et al. Establishment of a system to evaluate the therapeutic effect and the dynamics of an investigational drug on ulcerative colitis using human colonic organoids. J Gastroenterol. 54 (7), 608-620 (2019).
  36. Rees, W. D., et al. Enteroids derived from inflammatory bowel disease patients display dysregulated endoplasmic reticulum stress pathways, leading to differential inflammatory responses and dendritic cell maturation. J Crohns Colitis. 14 (7), 948-961 (2020).
  37. Sarvestani, S. K., et al. Induced organoids derived from patients with ulcerative colitis recapitulate colitic reactivity. Nat Commun. 12 (1), 262(2021).
  38. Skovdahl, H. K., et al. Patient derived colonoids as drug testing platforms-critical importance of oxygen concentration. Front Pharmacol. 12, 679741(2021).
  39. Suzuki, K., et al. Single cell analysis of Crohn's disease patient-derived small intestinal organoids reveals disease activity-dependent modification of stem cell properties. J Gastroenterol. 53 (9), 1035-1047 (2018).
  40. Tindle, C., et al. A living organoid biobank of patients with Crohn's disease reveals molecular subtypes for personalized therapeutics. Cell Rep Med. 5 (10), 101748(2024).
  41. Tsuchiya, M., et al. Functional analysis of isoflavones using patient-derived human colonic organoids. Biochem Biophys Res Commun. 542, 40-47 (2021).
  42. Vanhove, W., et al. Biopsy-derived intestinal epithelial cell cultures for pathway-based stratification of patients with inflammatory bowel disease. J Crohns Colitis. 12 (2), 178-187 (2018).
  43. Xu, P., et al. Interleukin-28A induces epithelial barrier dysfunction in CD patient-derived intestinal organoids. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 320 (5), G689-G699 (2021).
  44. Ko, C. Y., et al. Alleviative Effect of alpha-lipoic acid on cognitive impairment in high-fat diet and streptozotocin-induced type 2 diabetic rats. Front Aging Neurosci. 13, 774477(2021).
  45. Jang, K. K., et al. Tofacitinib uptake by patient-derived intestinal organoids predicts individual clinical responsiveness. Gastroenterology. 167 (7), 1453-1456.e5 (2024).
  46. Lee, C., Hong, S. N., Kim, E. R., Chang, D. K., Kim, Y. H. Epithelial regeneration ability of Crohn's disease assessed using patient-derived intestinal organoids. Int J Mol Sci. 22 (11), (2021).
  47. Laudadio, I., et al. Characterization of patient-derived intestinal organoids for modelling fibrosis in Inflammatory Bowel Disease. Inflamm Res. 73 (8), 1359-1370 (2024).
  48. Marinucci, M., et al. Standardizing patient-derived organoid generation workflow to avoid microbial contamination from colorectal cancer tissues. Front Oncol. 11, 781833(2021).
  49. Lin, X., et al. IL-17RA-signaling in Lgr5(+) intestinal stem cells induces expression of transcription factor ATOH1 to promote secretory cell lineage commitment. Immunity. 55 (2), 237-253.e8 (2022).
  50. Miller, D. S., Talbot, C. A., Simpson, W., Korey, A. A comparison of naproxen sodium, acetaminophen and placebo in the treatment of muscle contraction headache. Headache. 27 (7), 392-396 (1987).
  51. Yang, L., et al. A tunable human intestinal organoid system achieves controlled balance between self-renewal and differentiation. Nat Commun. 16 (1), 315(2025).
  52. Abdulla, N., Aronson, R., Plessis, T. D., Bebington, B., Kaur, M. Protocol for the establishment and characterization of South African patient-derived intestinal organoids. STAR Protoc. 6 (3), 103970(2025).
  53. Kang, S., Lee, M. R., Choi, W., Kong, S. Y., Kim, Y. H. Protocol for generation and utilization of patient-derived organoids from multimodal specimen. STAR Protoc. 6 (3), 104039(2025).
  54. Zhou, C., et al. Epigenetic reprogramming alters intestinal stem cell fate in pouchitis. bioRxiv. , (2025).
  55. Shin, W., et al. Spatiotemporal gradient and instability of Wnt induce heterogeneous growth and differentiation of human intestinal organoids. iScience. 23 (8), 101372(2020).
  56. Jang, K. K., et al. Variable susceptibility of intestinal organoid-derived monolayers to SARS-CoV-2 infection. PLoS Biol. 20 (3), e3001592(2022).
  57. He, G. W., et al. Optimized human intestinal organoid model reveals interleukin-22-dependency of paneth cell formation. Cell Stem Cell. 29 (9), 1333-1345.e6 (2022).
  58. Watanabe, K., et al. A ROCK inhibitor permits survival of dissociated human embryonic stem cells. Nat Biotechnol. 25 (6), 681-686 (2007).
  59. Sockell, A., et al. A microwell platform for high-throughput longitudinal phenotyping and selective retrieval of organoids. Cell Syst. 14 (9), 764-776.e6 (2023).
  60. Saito, T., Amako, J., Watanabe, T., Shiraki, N., Kume, S. Human pluripotent stem cell-derived intestinal organoids for pharmacokinetic studies. Eur J Cell Biol. 104 (2), 151489(2025).
  61. Velasco, V., Shariati, S. A., Esfandyarpour, R. Microtechnology-based methods for organoid models. Microsyst Nanoeng. 6, 76(2020).
  62. Kakni, P., et al. Intestinal organoid culture in polymer film-based microwell arrays. Adv Biosyst. 4 (10), e2000126(2020).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Теги

Посев единичных клетокорганоидыполученные от пациентоввариабельность органоидоввоспроизводимость органоидованализ жизнеспособности органоидовэффективность генерации органоидовтранскриптомный анализпрофилирование экспрессии белков
Связаться с нами
Порекомендовать библиотеке

Конфиденциальность

Условия использования

Политики

© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.