자궁내막 오가노이드를 지원하는 합성 세포외 매트릭스

과학자들은 접시에서 최소 2주 동안 미니 자궁내막의 성장을 지원할 수 있는 합성 세포외 기질(ECM)을 개발했습니다. 자궁의 점막 내막인 자궁내막은 역사적으로 연구실에서 모델링하기 어려웠으며, 과학자들은 자궁내막증과 같은 건강하고 질병이 있는 상태에서 그 역할을 연구할 수 있는 능력이 제한적이었습니다. 8월 11일 Med 저널에 기술된 이 매트릭스는 연구자들이 월경 주기에 대한 건강 및 병리학적 반응을 더 잘 시뮬레이션하는 데 도움이 될 수 있는 인간 생리학을 재현하는 환경에서 세포가 상호 작용할 수 있도록 합니다.

“이 매트릭스를 사용하여 특정 생식 질환으로 진단받은 환자의 샘플을 추정하고 활용할 수 있습니다.”라고 Tufts University의 제1 저자인 Juan Gnecco는 말합니다. “우리는 환자의 세포에서 성장한 오가노이드가 건강한 개인의 오가노이드와 어떻게 다르게 행동하는지 탐구하기 시작할 수 있습니다.”

지금까지 과학자들은 Matrigel이라는 천연 유래 하이드로겔을 사용하여 오가노이드(페트리 접시의 미니 기관)를 성장시켜 왔습니다. 오가노이드 성장에 대한 어느 정도의 지원에도 불구하고 Matrigel에는 세포 간 통신을 방해할 수 있는 단백질도 포함되어 있습니다. 이것은 주로 상피샘과 간질 세포로 구성되어 있고 이들의 혼선이 자궁내막 조직이 성 호르몬의 영향으로 월경 주기 전반에 걸쳐 어떻게 변화하는지에 영향을 미치기 때문에 자궁내막을 모델링할 때 특히 중요합니다.

“기질 세포가 상피 세포와 대화를 시도하는 것은 러시아워에 공항 활주로에 서 있는 경우 친구와 대화를 시도하는 것과 같습니다. Matrigel에서 기질과 공동 배양된 오가노이드.

Griffith, Gnecco 및 그들의 팀은 하이드로겔과 최소한의 생물학적 신호 세트를 사용하여 합성 ECM을 설계했습니다. 그런 다음 그들은 합성 매트릭스에서 인간 기증자의 자궁 내막 간질 및 상피 오가노이드를 함께 배양했으며 공동 배양은 최소 15일의 실험 기간 동안 그대로 유지되었습니다. 대조적으로, Matrigel은 간질 배양을 지원하지 않았고 15일까지 부분적으로 분해되고 축소되었습니다.

합성 ECM의 설계는 또한 세포가 성장함에 따라 자체 매트릭스를 격리할 수 있도록 합니다. “질병과 정상 세포 사이에 다를 수 있는 것 중 하나는 약간 다른 매트릭스 분자 세트를 만들 수 있다는 것입니다.”라고 Griffith는 말합니다. “이 ECM으로 우리는 세포가 생체 내에서 경험하는 것과 유사한 미세 환경을 만들 수 있습니다. 그것은 우리가 매우 기쁘게 생각하는 것입니다.”

매트릭스가 자궁내막 상피 및 간질 세포의 성장과 기능을 지원할 수 있는지 테스트하기 위해 연구자들은 월경 주기에서 핵심적인 역할을 하는 성 호르몬인 합성 프로게스테론으로 공동 배양을 처리하여 자궁의 일부 조건을 모방했습니다. 생리주기. 이 호르몬은 오가노이드의 상피층을 두껍게 만들고, 임신 전 단백질의 분비를 증가시키며, 간질 분화를 유도하는데, 이는 인간에서도 같은 변화가 관찰됩니다.

그런 다음 팀은 자궁 외부에서 자궁 내막 조직이 자라는 것을 특징으로 하는 상태인 자궁 내막증을 포함하여 인간의 자궁 내막 질환과 관련된 일종의 전 염증성 사이토 카인으로 배양 물을 노출했습니다. 그들은 상피 세포와 간질 세포를 모두 포함하는 공동 배양에서 사이토카인이 자궁내막증 환자에게서 관찰되는 특성인 상피 세포 증식을 크게 증가시키는 것을 확인했습니다. 상피 세포만을 포함하는 단일 배양에서는 비정상적인 성장이 관찰되지 않았다.

Gnecco는 “성 호르몬 신호 전달뿐만 아니라 세포 간의 염증 전달에도 세포 통신이 중요하다는 점을 강조합니다.”라고 말합니다. “우리가 탐구해야 할 메커니즘에 대해 더 많은 것이 있으며 이제 이를 더 자세히 조사하는 데 사용할 수 있는 플랫폼이 있습니다. 이것으로부터 다른 연구에 큰 이점이 있을 것입니다.”

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/08/230811115428.htm