微小電極を用いた三次元消化管オルガノイドの管腔pHプロファイリング

私たちの研究の全体的な目標は、胃上皮細胞、免疫細胞、間質細胞、およびサイトカインや粘液などのそれらの産物がどのように連携して胃病原体ヘリコバクターピロリの感染に応答するかを理解することです。そのために、私たちはヒトの胃粘膜の複雑な生理学的に関連するモデルを構築しようとしています。胃オルガノイドを用いたこれまでの研究では、これらのモデルが酸を分泌する頭頂細胞を維持する能力に関して、相反する結果が示されています。

pH微小電極を用いて、特異的な分化または刺激プロトコルがない場合、ヒト胃オルガノイドは内腔内でほぼ中性のpHを維持することを実証しました。比較的アクセスしやすいという点では、オルガノイド内腔は長い間、内部の微小環境に対する私たちの理解を制限してきました。私たちは、オルガノイドの機能特性評価のための微小電極pH測定に初めて成功したことを実証しています。

私たちの微小電極ベースの方法は、研究者に特定のニーズに適応できる信頼性の高いツールを提供できます。これまで、消化管オルガノイド内のpH測定には、定量のために顕微鏡イメージングに依存するpH感受性色素の使用が含まれていました。微小電極を使用する主な利点は、正確な数値pH測定値を提供することです。

さらに、管腔内pHはリアルタイムで優れた空間分解能で記録できます。私たちは、生理学的pH勾配を持つヒト胃粘液層の完全に機能するモデルを目指して取り組んでおり、ヘリコバクターピロリ感染におけるこのバリアの役割を研究できるようにしています。最終的な目標は、粘液層を強化し、細菌の侵入を防ぐ新しい細胞保護治療法を開発することです。