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通常、CACO-2のような腸細胞株を使用して十二指腸の障壁が調査されます。これは、在来組織とは対照的に、細胞型表現が制限されています。オルガノイドはすべての腸細胞タイプで構成され、in vivoの状況をよりよく反映するはずです。頂端側がルーメンに面しているため、3次元的に成長しているため、障壁を分析するための典型的な生理学的技術の適用は困難です。これを克服するために、オルガノイド由来の単層（ODM）が開発されました。培養条件を最適化した後、ODMを特徴付け、CACO-2および十二指腸組織と比較しました。タイトジャンクションの組成と外観を分析し、傍細胞および経細胞のバリア機能や高分子透過性などの電気生理学的バリア特性を評価しました。さらに、トランスクリプトームデータが分析されました。ODMには、CACO-2よりもはるかに多くの起源組織に似たタイトジャンクションタンパク質発現と傍細胞バリア特性がありました。経細胞バリアはODMと天然組織の間で類似していたが、CACO-2では増加した。トランスクリプトームデータは、CACO-2がODMや天然組織よりも溶質キャリアが少ないことを示しました。結論として、CACO-2細胞は経細胞特性がほとんど異なりますが、ODMは由来の組織の経管および傍細胞特性を反映しています。最適化された条件下で培養された場合、ODMは再現可能な機能を備えており、さまざまな細胞タイプがさまざまな細胞タイプになり、ヒト組織固有の調査に適したモデルになります。
通常、CACO-2のような腸細胞株を使用して十二指腸の障壁が調査されます。これは、在来組織とは対照的に、細胞型表現が制限されています。オルガノイドはすべての腸細胞タイプで構成され、in vivoの状況をよりよく反映するはずです。頂端側がルーメンに面しているため、3次元的に成長しているため、障壁を分析するための典型的な生理学的技術の適用は困難です。これを克服するために、オルガノイド由来の単層（ODM）が開発されました。培養条件を最適化した後、ODMを特徴付け、CACO-2および十二指腸組織と比較しました。タイトジャンクションの組成と外観を分析し、傍細胞および経細胞のバリア機能や高分子透過性などの電気生理学的バリア特性を評価しました。さらに、トランスクリプトームデータが分析されました。ODMには、CACO-2よりもはるかに多くの起源組織に似たタイトジャンクションタンパク質発現と傍細胞バリア特性がありました。経細胞バリアはODMと天然組織の間で類似していたが、CACO-2では増加した。トランスクリプトームデータは、CACO-2がODMや天然組織よりも溶質キャリアが少ないことを示しました。結論として、CACO-2細胞は経細胞特性がほとんど異なりますが、ODMは由来の組織の経管および傍細胞特性を反映しています。最適化された条件下で培養された場合、ODMは再現可能な機能を備えており、さまざまな細胞タイプがさまざまな細胞タイプになり、ヒト組織固有の調査に適したモデルになります。
Usually, duodenal barriers are investigated using intestinal cell lines like Caco-2, which in contrast to native tissue are limited in cell-type representation. Organoids can consist of all intestinal cell types and are supposed to better reflect the in vivo situation. Growing three-dimensionally, with the apical side facing the lumen, application of typical physiological techniques to analyze the barrier is difficult. Organoid-derived monolayers (ODMs) were developed to overcome this. After optimizing culturing conditions, ODMs were characterized and compared to Caco-2 and duodenal tissue. Tight junction composition and appearance were analyzed, and electrophysiological barrier properties, like paracellular and transcellular barrier function and macromolecule permeability, were evaluated. Furthermore, transcriptomic data were analyzed. ODMs had tight junction protein expression and paracellular barrier properties much more resembling the originating tissue than Caco-2. Transcellular barrier was similar between ODMs and native tissue but was increased in Caco-2. Transcriptomic data showed that Caco-2 expressed fewer solute carriers than ODMs and native tissue. In conclusion, while Caco-2 cells differ mostly in transcellular properties, ODMs reflect trans- and paracellular properties of the originating tissue. If cultured under optimized conditions, ODMs possess reproducible functionality, and the variety of different cell types makes them a suitable model for human tissue-specific investigations.
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