Synthetic hydrogels to study formation and maintenance of intestinal crypts

用于研究肠隐窝的形成和维持的合成水凝胶

基本信息

  • 批准号:
    9981736
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 40.17万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-08-01 至 2023-05-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

ABSTRACT Intestinal organoid models hold great promise as a tool to study intestinal development and disease, screen drug candidates, or even produce transplantable tissue in vitro. Current culture methods for growth of intestinal organoids rely almost exclusively on Matrigel, but Matrigel’s loosely-defined and variable composition makes clinical translation nearly impossible and obstructs fundamental investigations into the role of key matrix factors on organoid formation. While intestinal stem cells (ISCs) grown in Matrigel have a tremendous capacity for self- organization into functionally sophisticated intestinal organoid structures, the self-organization principles are also responsible for introducing variability and stochastic organoids that also differ from the native organ in multiple aspects. In the proposed research, we aim to develop tunable hydrogel matrices for ISC expansion, colony formation, and differentiation to form crypts. Unique to our materials is the ability to regulate the ISC microenvironment spatiotemporally using photochemical reactions, and we propose to use photoadaptable hydrogels to test hypotheses related to ISC mechanosensing and its effects on organoid growth (Aim 1); the role of local matrix stiffness on organoid shape, cell proliferation, and crypt formation (Aim 2); and the plasticity of crypt cells during their response to a stress or injury (Aim 3). We hypothesize that exogenous control of matrix properties can be used to support efficient ISC organoid growth, and subsequently mimic cell-mediated crypt formation and remodeling. The proposed material systems will allow us to not only study and direct the formation of the crypt-villus architectures that are physiologically relevant, but also test maintenance of these structures in response to dynamic changes in matrix properties corresponding to developmental processes, as well as crypt regeneration after injury. Specifically, we propose to: 1. Investigate the role of matrix mechanical properties and signaling on intestinal stem cells (ISCs) and their growth into spherical organoids. 2. Understand how spatial changes in hydrogel mechanics permit ISCs to undergo progenitor commitment and subsequent differentiation into functional cell types. and 3. Investigate the role of uniform and spatially variant cell-matrix interactions on the de-differentiation of lineage specific epithelial cells and crypt regeneration after injury.
抽象的 肠道类器官模型作为研究肠道发育和疾病、筛选药物的工具具有广阔的前景 候选者,甚至在体外产生可移植组织,用于肠道生长的当前培养方法。 类器官几乎完全依赖于 Matrigel,但 Matrigel 的松散定义和可变成分使得 临床转化几乎不可能,并且阻碍了对关键基质因素作用的基础研究 而在基质胶中生长的肠道干细胞 (ISC) 具有巨大的自我生成能力。 组织成功能复杂的肠道类器官结构,自组织原理也 负责引入变异性和随机类器官,这些类器官在多个方面也不同于天然器官 在拟议的研究中,我们的目标是开发用于 ISC 扩增、集落的可调节水凝胶基质。 我们的材料的独特之处在于能够调节 ISC。 使用光化学反应来研究时空微环境,我们建议使用光适应性 水凝胶测试与 ISC 机械传感及其对类器官生长的影响相关的假设(目标 1); 局部基质硬度对类器官形状、细胞增殖和隐窝形成的影响(目标 2)以及可塑性; 隐窝细胞在对压力或损伤做出反应期间(目标 3)。 特性可用于支持有效的 ISC 类器官生长,以及随后的模拟细胞介导的隐窝 所提出的材料系统将使我们不仅能够研究和指导形成。 生理相关的隐窝-绒毛结构的研究,而且还测试这些结构的维护 响应与发育过程以及隐窝相对应的基质特性的动态变化 具体来说,我们建议: 1. 研究基质机械性能的作用。 肠道干细胞 (ISC) 及其生长成球形类器官的信号传导 2. 了解如何进行。 水凝胶力学的空间变化允许 ISC 进行祖细胞承诺和后续 分化为功能性细胞类型;3. 研究均匀和空间变异的细胞基质的作用。 损伤后谱系特异性上皮细胞去分化和隐窝再生的相互作用。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

KRISTI S. ANSETH其他文献

KRISTI S. ANSETH的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('KRISTI S. ANSETH', 18)}}的其他基金

Photoresponsive materials to study matricellular signaling dynamics during crypt formation and fission
用于研究隐窝形成和裂变过程中基质细胞信号动力学的光响应材料
  • 批准号:
    10737202
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 40.17万
  • 项目类别:
Synthetic hydrogels to study formation and maintenance of intestinal crypts
用于研究肠隐窝的形成和维持的合成水凝胶
  • 批准号:
    10418728
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 40.17万
  • 项目类别:
Clickable Microgel Scaffolds for MSC Expansion and Delivery
用于 MSC 扩展和交付的可点击微凝胶支架
  • 批准号:
    10356090
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 40.17万
  • 项目类别:
Synthetic hydrogels to study formation and maintenance of intestinal crypts
用于研究肠隐窝的形成和维持的合成水凝胶
  • 批准号:
    10164770
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 40.17万
  • 项目类别:
Clickable Microgel Scaffolds for MSC Expansion and Delivery
用于 MSC 扩展和交付的可点击微凝胶支架
  • 批准号:
    10584600
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 40.17万
  • 项目类别:
Clickable Microgel Scaffolds for MSC Expansion and Delivery
用于 MSC 扩展和交付的可点击微凝胶支架
  • 批准号:
    9884753
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 40.17万
  • 项目类别:
Hydrogels to Study Synergistic Effects of Signaling Factors and Matrix Mechanics on Valve Disease Progression
水凝胶研究信号因子和基质力学对瓣膜疾病进展的协同作用
  • 批准号:
    9397567
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 40.17万
  • 项目类别:
Hydrogels to Study Synergistic Effects of Signaling Factors and Matrix Mechanics on Valve Disease Progression
水凝胶研究信号因子和基质力学对瓣膜疾病进展的协同作用
  • 批准号:
    9247569
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 40.17万
  • 项目类别:
Protease Activity in 3D Matrices
3D 矩阵中的蛋白酶活性
  • 批准号:
    8684387
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 40.17万
  • 项目类别:
Engineering Tissue with miRNAs
用 miRNA 工程组织
  • 批准号:
    8097538
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 40.17万
  • 项目类别:

相似国自然基金

低密度中性粒细胞促进早期乳腺癌微波消融治疗后复发转移的作用及机制研究
  • 批准号:
    82303710
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
微波敏感型铁死亡纳米放大器的构建及其增敏肝癌消融-免疫联合治疗的应用与机制研究
  • 批准号:
    82302368
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
玛纳斯河流域上游吸收性气溶胶来源及其对积雪消融的影响研究
  • 批准号:
    42307523
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于超声混合深度神经网络对PIMSRA心肌热消融边界的实时可视化与识别研究
  • 批准号:
    82302204
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
纳米刀消融通过METTL5介导的核糖体18S rRNA m6A修饰募集MDSC促进肝癌复发的作用及机制研究
  • 批准号:
    82373004
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

The Molecular Basis of Nasal Pit Morphogenesis and its Role in Upper Lip Formation
鼻凹形态发生的分子基础及其在上唇形成中的作用
  • 批准号:
    10824138
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 40.17万
  • 项目类别:
Four-dimensional prediction and quantification of how physical forces impact organogenesis in zebrafish
物理力如何影响斑马鱼器官发生的四维预测和量化
  • 批准号:
    10472046
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 40.17万
  • 项目类别:
Four-dimensional prediction and quantification of how physical forces impact organogenesis in zebrafish
物理力如何影响斑马鱼器官发生的四维预测和量化
  • 批准号:
    10121167
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 40.17万
  • 项目类别:
Four-dimensional prediction and quantification of how physical forces impact organogenesis in zebrafish
物理力如何影响斑马鱼器官发生的四维预测和量化
  • 批准号:
    10472046
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 40.17万
  • 项目类别:
Four-dimensional prediction and quantification of how physical forces impact organogenesis in zebrafish
物理力如何影响斑马鱼器官发生的四维预测和量化
  • 批准号:
    10271304
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 40.17万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了