Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Immunology and Infection

Ett tarm tarmorgankultursystem för analys av värd-mikrobiotainteraktioner

Published: June 30, 2021 doi: 10.3791/62779
* These authors contributed equally

Summary

Den här artikeln presenterar en unik metod för att analysera värd-mikrobiom interaktioner med hjälp av ett nytt tarmorgan kultursystem för ex vivo experiment.

Abstract

Tarmvävnadens struktur underlättar nära och mutualistiska interaktioner mellan värden och tarmfloran. Dessa korssamtal är avgörande för att upprätthålla lokal och systemisk homeostas. förändringar i tarmflorans sammansättning (dysbios) associeras med ett brett spektrum av mänskliga sjukdomar. Metoder för dissekering av värd-mikrobiotainteraktioner omfattar en inneboende kompromiss mellan bevarandet av fysiologisk vävnadsstruktur (vid användning av in vivo-djurmodeller) och kontrollnivån över experimentfaktorerna (som i enkla in vitro-cellkultursystem). För att ta itu med denna kompromiss utvecklade Yissachar et al. nyligen ett tarmorgankultursystem. Systemet bevarar en naiv kolonvävnadskonstruktion och cellulära mekanismer och det tillåter också snäv experimentell kontroll, vilket underlättar experiment som inte lätt kan utföras in vivo. Det är optimalt för dissekering av kortsiktiga svar av olika tarmkomponenter (såsom epiteliala, immunologiska och neuronala element) på luminala störningar (inklusive anaeroba eller aeroba mikrober, hela mikrobiotaprover från möss eller människor, läkemedel och metaboliter). Här presenterar vi en detaljerad beskrivning av ett optimerat protokoll för organkultur av flera tarmfragment med hjälp av en skräddarsydd tarmkulturanordning. Värd svar på luminal stör kan visualiseras genom immunofluorescens färgning av vävnad avsnitt eller hela mount vävnad fragment, fluorescens in-situ hybridisering (FISH) eller time-lapse imaging. Detta system stöder ett brett utbud av avläsningar, inklusive nästa generations sekvensering, flödescytometri och olika cellulära och biokemiska analyser. Sammantaget stöder detta tredimensionella organkultursystem kulturen hos stora, intakta tarmvävnader och har breda tillämpningar för högupplöst analys och visualisering av värd-mikrobiotainteraktioner i den lokala tarmmiljön.

Introduction

Tarmarna är ett mycket komplext organ som innehåller ett brett spektrum av celltyper (epitelceller, immunsystemceller, nervceller och mer) organiserade i en viss struktur som gör det möjligt för celler att interagera och kommunicera med varandra och med det luminala innehållet (mikrobiota, mat, etc.) 1.För närvarande innehåller den forskningsverktygslåda som finns tillgänglig för analys av värd-mikrobiotainteraktioner in vitro-cellkulturer och in vivo-djurmodeller 2. In vivo djurmodeller ger en fysiologiskvävnadskonstruktion 3 men med dålig experimentell kontroll och begränsad förmåga att manipulera experimentförhållandena. In vitro-odlingssystem, å andra sidan, använder primära celler eller cellinjer som kan kompletteras med mikrober4, vilket ger strikt kontroll över experimentparametrarna men saknar cellulär komplexitet och vävnadsarkitekturen. Moderna in vitro-analyser möjliggör avancerad användning av friska och patologiska mänskliga vävnadsprover, som epitelorganoider som härrör från mus- eller mänskligakällor 5,6, och prover som efterliknar mukosal mikromiljön7. Ett annat exempel är "tarmen på ett chip" -analysen, som inkluderar den mänskliga colonic epitelcelllinjen (Caco2), extracellulär matris och mikrofluidiska kanaler för att efterlikna tarmens fysiologiska tillstånd invariant8. Men så avancerade och innovativa som in vitro-prover kan vara, upprätthåller de inte en normal vävnadsarkitektur eller naiv cellulär sammansättning.

För att ta itu med detta utvecklade Yissachar et al. nyligen ett ex vivo-organkultursystem 9 ( figur1) som upprätthåller intakta tarmfragment ex vivo, som drar nytta av fördelarna med både in vivo- och in vitro-modeller. Detta ex vivo tarmorgankultursystem är baserat på en skräddarsydd odlingsanordning som stöder en multiplexkultur av sex kolonvävnader, vilket gör det möjligt att undersöka experimentella ingångar under jämförbara förhållanden samtidigt som systemets ingångar och utgångar styrs. Nya arbeten har visat att detta system är värdefullt för att analysera tarmsvar på enskilda tarmbakterier9, hela mänskliga mikrobiotaprover10 och mikrobiella metaboliter11. Detta system möjliggör för första gången studier av dessa tidiga värd-mikrobiotainteraktioner med en hög kontrollnivå över värdkomponenterna, mikrobiella och miljömässiga komponenter. Dessutom tillåter det övervakning och manipulatering av systemet under hela experimentet, i realtid.

Figure 1
Figur 1: Schemat för tarmkulturanordningen. Ett helt tarmvävnadsfragment är fäst vid kammarens utgångs- och ingångsportar (överst), med pumpar som reglerar medelflödet inuti lumen och i den yttre medelkammaren. Hela enheten (botten) innehåller 6 sådana kammare. Denna siffra har ändrats från Yissachar et al. 2017. Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Detta protokoll följer de riktlinjer för djurvård som godkänts av etikkommittén för djurskydd.

1. Förberedelse av experiment

  1. Tillverkning av tarmorganets odlingsanordning (3 dagar)
    1. Använd en 3D-skrivare och skriv ut de återanvändbara plastformarna för organkulturenheten (enheten har 6 brunnar, med 24 små och stora hål och för enhetens locklock) (3D-filer bifogade).
      OBS: Dessa plastformar kan användas för tillverkning av många enheter.
    2. Sätt in de trubbiga nålarna (22 G & 18 G) i lämpligt läge i enhetens form och gjut cirka 20 g polydietylsiloxanblandning (PDMS) (1:10 viktförhållande, bas till katalysator) för en uppsättning av enheten och locket.
    3. Placera formarna i en vakuumkammare i 30 minuter för att ta bort luftbubblor från PDMS-blandningen.
    4. Inkubera formarna vid 55 °C över natten, för att slutföra PDMS-polymerisation.
    5. När PDMS är inställt, dra ut nålarna från formen och släpp försiktigt kulturenheten och locket från plastformarna.
    6. Ta bort PDMS-rester från brunnskonturen med ett kirurgiskt blad. Fäst PDMS-enheten och anordningslocket på ett täckglas (75 mm x 50 mm mikrorutschbanor) med giftfritt silikonlim och låt delarna ställas in över natten (applicera limet på enhetens släta sida).
    7. Sätt in tolv 22 G nålar för lumen och tolv 18 G nålar för brunnen. Fixera alla nålar på plats med silikon och låt det ställas in över natten. Sätt in två 18 G nålar i täcklocket för korrekt luftflöde in och ut ur tarmorgankulturanordningen.
    8. Kontrollera alla nålar för läckor med en vattenfylld spruta. Kontrollera att det inte läcker från brunnarna genom att fylla brunnarna med vatten.
    9. Placera två kirurgiska knutar på varje 22 G nål som kommer att anslutas till tjocktarmen. Placera enheten och locket i en autoklav papperspåse och sterilisera i en autoklav.
  2. Kulturmedium (0,5 h)
    1. Blanda följande (i 50 ml rör): 37 ml Iscoves modifierade dulbeccos medium (IMDM), 10 ml KSR-serumersättning, 1 ml B27-tillägg, 0,5 ml N2-tillägg, 0,5 ml N2-tillägg, 0,5 ml 1 M HEPES-buffert och 0,5 ml icke-essentiella aminosyror i en biologisk huva.
    2. Filtrera och förvara hela mediet vid 4 °C.
  3. Slangar och kirurgisk verktygsberedning
    1. Kapa lämplig längd på rören för ingångslumen, ingångsbrunnen, utgångslumen och utmatningsbrunnen (12 korta rör och 12 långa rör). Anslut en lämplig adapter till varje sida av röret.
    2. Förbered de kirurgiska verktygen: rak sax, 4x tunna tångar och 2x skarpa tångar.
    3. Placera rören och de kirurgiska verktygen i en autoklav papperspåse och sterilisera dem med hjälp av en autoklav.
  4. Förbered luminalinmatningen (önskad stimulering - bakterier, avföring, droger etc.).
    1. Före experimentet, bestäm bakteriebelastningen av bakteriekulturen, genom seriella utspädningar12, och kultur under aeroba och / eller anaeroba förhållanden.
    2. Efter beräkning av bakteriebelastningen späd ut bakteriekulturerna i sterilt vävnadskulturmedium för att erhålla den nödvändiga bakteriekoncentrationen. För fekala prover, filtrera med en 100 μm sil.
      OBS: För icke-bakteriell stimulering (läkemedel, metaboliter etc.) späd ut ämnet till önskad koncentration med hjälp av tarmkulturmediet.

2. Förberedelse av experimentinställning

  1. Vänd på värmaren inuti inkubatorn för organkultur och ställ in den på 37 °C.
  2. Sätt upp pumparna samt ingångs- och utgångssprutorna.
  3. Vävnadskultur medium input
    1. Fyll ingångsbrunnssprutorna med komplett odlingsmedium i en biologisk eller laminär flödeshuv. Den slutliga volymen beror på experimentets varaktighet och flödeshastighet. vanligtvis 1 ml/h plus ytterligare medium för rensning.
    2. Anslut rören till sprutorna med luerlåsadaptern. Placera de fyllda sprutorna i sprutpumparna.
    3. Rensa ingångssprutorna. Se till att brunnsmediet rinner ut från alla rör till ett avfallsglas.
  4. Luminal inmatning
    1. Fyll de luminala ingångssprutorna med stimuleringsbehandling (bakterier, läkemedel etc.). Volymen beror på experimentets varaktighet och flödeshastigheten (vanligtvis 30 μL/h plus ytterligare medium för rensning).
    2. Anslut rören till sprutorna med luerlåsadaptern. Placera de fyllda sprutorna i sprutpumparna.
    3. Rensa ingångssprutor. Se till att stimuleringen rinner ut ur alla rör till ett avfallsglas. Var försiktig så att du inte förorenar de olika stimuleringarna.
  5. Utgångar
    1. Placera de tomma sprutorna i utmatningssprutans pumpar (ställ in pumpläget på "uttag").
  6. Enhetsinställningar
    1. Ställ in regulatorn som styr gasblandningen (95 % O2 + 5 % CO2)för ett skonsamt, minimalt flöde.
    2. Undersök enheten i en laminär huva.
    3. Spola nålarna på enheten med steril IMDM för att tvätta nålarna.
    4. Tillsätt 500 μL sterilt odlingsmedium i varje brunn på enheten.
  7. Förberedelse för vävnadsdesektion
    1. Lägg de sterila kirurgiska verktygen i laminarhuven.
    2. Fyll en 10 ml spruta med steril IMDM och anslut en steril (autoklaverad) 22 G trubbig nål för spolning av tjocktarmen.

3. Organkulturer

  1. Möss offer och vävnad dissekering
    1. I en laminar huva, offra 12-14 dagar gamla möss genom halshuggning. Spraya mössen med 70% etanol och placera mössen på en plastplatta.
    2. Använd skarp sax och tång, dissekera musen och ta ut mag-tarmkanalen från magen till anusen genom att skära alla fett- och bindvävar. Skär tjocktarmen och lägg den på en ny tallrik.
      OBS: Minimera kontakten med kolonvävnaden. Rör inte den mellersta delen av kolonvävnaden. Håll vävnaden försiktigt och endast i vävnadens kanter.
  2. Kolon spolning och tvätt
    1. Spola försiktigt kolonhalten med steril IMDM (in i den proximala sidan) med den beredda 10 ml-sprutan (steg 2.7.2) under ett dissekeringsmikroskop. Efter att ha tagit bort avföringen från tarmvävnaden, placera tjocktarmen i en ny 6 brunnsplatta fylld med 0,5 ml steril IMDM.
  3. Ansluta kolonet till enheten
    1. Ta vävnaden och anslut den försiktigt till 22 G-nålen och gör en tät slips med de två trådarna. Vid denna tidpunkt är det absolut nödvändigt att upprätthålla kolonens korrekta orientering till lumenflödet (proximal = ingång, distal = utgång). Upprepa steg 3.2-3.3 för alla 6 vävnader.
    2. Kontrollera att ingångsnålen Luer låser är tomma från mediet. Om inte, töm dem. Tillsätt stimuleringar till ingångsnålen Luer lock (för att undvika inträde av luftbubblor i lumen). Upprepa detta steg för varje kolon med lämplig stimulering.
    3. Kontrollera att alla vävnader är anslutna och placera täcklocket ovanpå enheten.
  4. Ansluta organkulturanordningen till pumparna
    1. Placera enheten i den förvärmda temperaturkontrollerade kammaren (37 °C).
  5. Anslut gasflödet
    1. Anslut gasadaptern till locket med lämplig ingångsnål.
    2. Anslut ingångs- och utgångsrören till enheten.
      OBS: Anslut den proximala kolonsidan till ingångsbadkaren.
  6. Rensa lumen med stimuleringsingångarna.
    1. Flöda försiktigt luminal stimulering genom tarmen och kontrollera medelflödet i utgångsrören.
    2. Tvätta externt medium.
    3. Tvätta det externa mediet 3 gånger (ställ pumparna med en hastighet av 600 μL/min för både ingång och utgångsbrunn). Varje tvätt tar 1 minut (börjar med att tömma brunnen).
  7. Starta experimentet.
    1. Starta pumparna med följande priser:
      Flöde: lumen: ingång- 30 μL/h, utgång- 35 μL/h
      Externt medium: ingång- 1000 μL/h, utgång- 950 μL/h
      OBS: Försökstiden kan variera mellan 30 min och 24 timmar.
  8. Slutet av experimentet (upp till 24 timmar för kolonorgankulturer)
    1. Koppla bort alla rör från enheten.
    2. Koppla bort vävnaderna från nålarna och fortsätt till önskade avläsningar.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Tarmorgankultursystemet upprätthåller vävnadens livskraft ex vivo. Utvärderingen av vävnadens livskraft gjordes under hela kulturperioden. Kolon vävnad fragment inkuberades i tarm organ kultur systemet och fixas efter 2/12/24 h kultur. Intestinala epitelial cell (IEC) skikt integritet validerades av immunofluorescens färgning med E-cadherin och cytokeratin-18 antikroppar. På samma sätt upptäcktes slemfyllda bägare i det coloniska epitel- och slemsekretionen inom lumen samt prolifererande IEC i de colonic kryptorna, vilket anges av Ki-67 färgning (Figur 2). Dessa resultat och andra9 visar att tarmkultursystemet upprätthåller tarmfunktion och struktur ex vivo.

Snabb transkriptionell värd svar utlöstes av intestinala kolonisering med segmenterade filamentous bakterier (SFB). Kolonisering av två olika immunmodulerande tarm mikrober användes för att undersöka de första händelserna framkallas i tarmen. Den primära mikroben var segmenterade filamentösa bakterier (SFB) som tidigare visat sig inducera differentiering av Th17 cell i tunntarmen13. SFB-negativa SPF möss offrades och segment av tunntarmen (SI) (ileum) dissekerades och kopplades till tarmorgan kultur systemet. Eftersom SFB är svårt att odla in vitro14, organ kulturer infunderades med en suspension av fekal pellets från SFB monocolonized möss15 eller fekal pellets från GF möss som kontroll. SFB inducerade Th17 genom vidhäftning till tarmepiteleriet13,16. Således krävdes utvärderingen av den rumsliga lokaliseringen av SFB tidigt efter ex vivo kolonisering av intestinala vävnad. Som visas i (Figur 3a), upptäcktes typiska SFB filament i nära samband med SI villi med fluorescens in situ hybridisering (FISH), 2 h efter SFB introduktion. Dessutom presenterade en transmissionselektronmikroskopi SFB inom några mikron av SI epitelborstgränsen (Figur 3b). Vid den tidpunkten undersökte Yissachar et al. om den primära associeringen av SFB med tunntarmen epitel aktiverade ett transkriptionellt svar i vävnaden. Genuttryck profiler av hela vävnad prover producerades, i tre exemplar, 2 h efter infusion med SFB. Kontroll kulturer var infunderas med fekal suspensioner av GF eller B.fragilis-monocolonized möss (som en icke-Th17-inducerande kontroll). Figur 3c visar att de förändringar som SFB övertygade främst var av liten amplitud, jämfört med GF-kontrollen.

Figure 2
Figur 2: Tarmorgankultursystemet bibehåller vävnadens livskraft ex vivo. Immunofluorescensfärgning av Mucin-2 och Cytokeratin-18 (överst), E-cadherin (mitten) och Ki-67 (botten). Konfokal avbildning av nydeklekt kolonvävnader och vävnader odlade i 2/12/24 h i tarmorgankulturanordningen. Skalstång, 40 mm. Denna siffra har ändrats från Yissachar et al. 2017. Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.

Figure 3
Figur 3:Mucosal association och snabb transkriptionell utlösande av en typisk signatur av SFB. a, B) SFB associerar med intestinala epitel efter 2 h i odlade tunntarmen segment visualiseras av (A) FISK med en SFB-specifik sond (röd) eller (B) elektronmikroskopi. C)Induktion av intestinala genuttryck av SFB. SI organ kulturer var infunderas med mikrober som innehåller supernatant av avföring från SFB monocolonized möss eller GF kontroller och odlas i 2 h före microarray profilering av gen uttryck i hela vävnaden. Modifieringar i genuttryck på en "vulkantomt" som jämför SFB- eller GF-infunderade kulturer. Transkriptioner upp eller nerreglerade av SFB i hela SI in vivo markeras (rött respektive blått). Denna siffra har ändrats från Yissachar et al. 2017. Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Denna artikel beskriver ett optimerat protokoll för ex vivo tarmorgan kulturer som Yissachar et al. nyligen har utvecklat(publicerad 9 och opublicerade data). Tarmorgankultursystemet stöder multiplexerad kultur av intakta tarmfragment samtidigt som luminalflödet bibehålls. Det ger full kontroll över den intra- och extra-luminal miljön (inklusive stimuleringsdos, exponeringstid och flödeshastighet) och bevarar den naiva tarmvävnadsstrukturen och dess cellulära komplexitet9.

Viktiga steg i protokollet inkluderar följande. (1) Vävnadsdesektion bör utföras på minimal tid, och mycket försiktigt, för att minimera vävnadsskador (vilket kan leda till celldöd och läckage av luminalt innehåll genom skadade platser). (2) Bibehåll vävnadsorienteringen i anordningen genom att ansluta ingångsporten till det proximala tjocktarmen och utmatningsporten till kolonens distala ände. (3) När tarmen har anslutas till enheten ska du se till att vävnaden är intakt och att anslutningen pekar på de intraluminösa portarna inte läcker. Det kommer att hålla bakteriestimuleringen inuti lumen och kommer inte att förorena den yttre miljön, som bör bibehållas så steril som möjligt. (4) Vävnader ska dissekeras från möss i åldern 12-14 dagar. Hos yngre möss är tjocktarmen mindre och mildare och kräver olika hanterings- och odlingsförhållanden (data visas inte). Vävnader från äldre möss är betydligt större, vilket påverkar vävnadens livskraft och odlingstid. (5) För att minska variationen i tarmsvaren, använd vävnader dissekerade från kullematmöss i varje anordning (minska variationen i endogen mikrobiomsammansättning, liknande in vivo-experimentell design).

Nuvarande begränsningar i tarmkultursystemet inkluderar följande. (1) Varje enhet innehåller sex kanaler som begränsar antalet olika förhållanden som kan testas i ett experiment. (2) Vävnader ska dissekeras från möss i åldern 12-14 dagar (se ovan). Således har det enteriska immunsystemet och epitelbarriären inte nått slutlig mognad. (3) Vävnadens livskraft i kulturen försämras om odlingstiden överstiger 24 timmar (för kolonvävnader, mindre för tunntarmen). (4) Detta protokoll kräver inköp av särskild utrustning (dvs. sprutpumpar, specialtillverkad inkubator och andra).

Sammanfattningsvis fungerar tarmorgankultursystemet som ett mellanliggande experimentellt steg mellan enkla in vitro-analyser till komplexa in vivo-experiment. Det erbjuder en kombination av hög kontrollerbarhet (som i enkla in vitro-analyser) med bevarande av tarmfysiologi (liknar nära in vivo-modeller) - en betydande och unik fördel med detta system. Denna fördel underlättar experiment som inte lätt kan utföras hos möss (dvs. spåra tidiga svar av tarmbesåtliga celler i hög temporal upplösning). Nyligen har det gjort det möjligt för oss att upptäcka några överraskande kopplingar mellan tarmfloran (specifika mikrober och hela human-härledda mikrobiota) och tarmimmun- och nervsystemet9,10. Sammantaget kan detta kraftfulla och unika verktyg kombineras med ett brett utbud av avläsningstekniker (inklusive nästa generations sekvensering, avbildning, cellsortering och mer) och ger några nya insikter om värd-mikrobiominteraktioner inom hälsa och sjukdom.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Författarna har inget att avslöja.

Acknowledgments

Vi tackar tidigare och nuvarande medlemmar av Yissachar-labbet för deras värdefulla bidrag till att optimera tarmorgankultursystemets protokoll. Vi tackar Yael Laure för kritisk redigering av manuskriptet. Detta arbete stöddes av Israel Science Foundation (anslag nr 3114831), Israel Science Foundation - Broad Institute Joint Program (grant No. 8165162) och Gassner Fund for Medical Research, Israel.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Device
18 Gauge Blunt Needle Mcmaster 75165a754
22 Gauge Blunt Needle Mcmaster 75165a758
All Purpose Adhesive Selant 100% Silicone DAP 688
Cubic Vacuum Desiccator VDC-21+ 2 Shelves AAAD4021
Glass Slide 1 mm Thick Corning 2947-75X50
Mini Incubator im-10 AAH24315K
MPC 301E Vacuum PUMP VI-412711
Plastic Quick Turn Tube Coupling Plugs Mcmaster 51525k121
plastic Quick Turn Tube Coupling Sockets Mcmaster 52525k211
Sylgard 184 Silicone Elastomer Dow Polydimethylsiloxane, PDMS
Tubing Mcmaster 6516t11
Zortrax M200 Zortrax Zortrax Z-SUITE, Autodesk Fusion 360
Zortrax M200 Materials: z-ultrat Zortrax
Medium
B27 Supplement (50x), Serum Free Thermo Fisher Scientific 17504044
HEPES Buffer (1M) Thermo Fisher Scientific 15630056
Iscove's Modified Dulbecco's Medium with Phenol Red (1x) Thermo Fisher Scientific 12440061
Knock-Out Serum Thermo Fisher Scientific 10828028
N2 Supplement (100x) Thermo Fisher Scientific A1370701
Non Essential Amino Acid (100x) Thermo Fisher Scientific 11140035
Surgical Tools
Large Scissors Aseltech 11-00-10
Sharp Forceps F.S.T 11297-10
Silk Braided Surgical Thread SMI 8010G
Straight Scissors F.S.T 14091-09
Thin Forceps F.S.T 11051-10
Organ System
0.1 µm Filter Life Gene
0.22 µm Filter Life Gene
5 mL Luer Lock Syringe B-D 309649
Greenough Stereo Microscope ZEISS Stemi 305
Recirculating Precision Air Heater "CUBE" CUBE-2-LIS
Syringe Pump new era pump systems inc nep-ne-1600-em

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Mowat, A. M., Agace, W. W. Regional specialization within the intestinal immune system. Nature Reviews Immunology. 14 (10), 667-685 (2014).
  2. Pearce, S. C., et al. Intestinal in vitro and ex vivo Models to Study Host-Microbiome Interactions and Acute Stressors. Frontiers in Physiology. 9 (1584), (2018).
  3. Hooper, L. V., et al. Molecular analysis of commensal host-microbial relationships in the intestine. Science. 291 (5505), 881-884 (2001).
  4. Haller, D., et al. Non-pathogenic bacteria elicit a differential cytokine response by intestinal epithelial cell/leucocyte co-cultures. Gut. 47 (1), 79-87 (2000).
  5. Sato, T., et al. Single Lgr5 stem cells build crypt-villus structures in vitro without a mesenchymal niche. Nature. 459 (7244), 262-265 (2009).
  6. 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).
  7. Tsilingiri, K., et al. Probiotic and postbiotic activity in health and disease: comparison on a novel polarised ex-vivo organ culture model. Gut. 61 (7), 1007-1015 (2012).
  8. Gazzaniga, F. S., et al. Harnessing Colon Chip Technology to Identify Commensal Bacteria That Promote Host Tolerance to Infection. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 11, 638014 (2021).
  9. Yissachar, N., et al. An Intestinal Organ Culture System Uncovers a Role for the Nervous System in Microbe-Immune Crosstalk. Cell. 168 (6), 1135-1148 (2017).
  10. Duscha, A., et al. Propionic Acid Shapes the Multiple Sclerosis Disease Course by an Immunomodulatory Mechanism. Cell. 180 (6), 1067-1080 (2020).
  11. Grosheva, I., et al. High-Throughput Screen Identifies Host and Microbiota Regulators of Intestinal Barrier Function. Gastroenterology. 159 (5), 1807-1823 (2020).
  12. Blaize, J. F., Corbo, C. P. Serial Dilutions and Plating: Microbial Enumeration. Journal of Visualized Experiments. , (2021).
  13. Ivanov, I. I., et al. Induction of intestinal Th17 cells by segmented filamentous bacteria. Cell. 139 (3), 485-498 (2009).
  14. Schnupf, P., et al. Growth and host interaction of mouse segmented filamentous bacteria in vitro. Nature. 520 (7545), 99-103 (2015).
  15. Chung, H., et al. Gut immune maturation depends on colonization with a host-specific microbiota. Cell. 149 (7), 1578-1593 (2012).
  16. Atarashi, K., et al. Th17 Cell Induction by Adhesion of Microbes to Intestinal Epithelial Cells. Cell. 163 (2), 367-380 (2015).

Tags

Immunologi och infektion Utgåva 172 Tarmmikrobiom Ex-Vivo tarmorgankultur Host-Mikrobiominteraktioner Tarm
Ett tarm tarmorgankultursystem för analys av värd-mikrobiotainteraktioner
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Azriel, S., Bootz, H., Shemesh, A.,More

Azriel, S., Bootz, H., Shemesh, A., Amidror, S., Yissachar, N. An Intestinal Gut Organ Culture System for Analyzing Host-Microbiota Interactions. J. Vis. Exp. (172), e62779, doi:10.3791/62779 (2021).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter