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Co-culture of probiotic bacteria for growth factor delivery in minigut organoids

Co-culture of probiotic bacteria for growth factor delivery in minigut organoids
共培养益生菌以在小肠类器官中递送生长因子
批准号:
9789051
负责人:
Thomas J Mansell
金额:
$17.63万
依托单位:
依托单位国家:
美国
项目类别:
财政年份:
2018
资助国家:
美国
项目状态:
已结题
起止时间:
2018-09-20 至 2020-07-31

项目摘要

项目成果

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PROJECT SUMMARY    Interactions between gut bacteria and intestinal cells have been implicated in many human  diseases including inflammatory bowel disease, diabetes,metabolic syndrome, and many more.  Currently, gnotobiotic animal models are the gold standard for testing and understanding these  interactions, but animal experiments are costly and gnotibiotic colonies require large amounts of  resources. We propose that cultured intestinal organoids or "miniguts" can be used as an  intermediate environment in whichbacteria can be cultured and the effect of bacterial culture  and secretion on mammalian gene expression can be monitored at relatively shorter times and  lower costs. Our approach is to co-­culture engineered probiotic bacteria to accurately monitor  and actively influence the development of intestinal epithelial cells in 3D culture.    We propose to develop this technology via the following Specific Aims:  Aim 1: Establish real-­time phenotypic characterization of cell differentiation in miniguts  by engineered whole-­cell biosensors.  We will develop whole cell biosensors for intestinal  secretions such as chloride and serotonin using engineered probiotic E. coli bacteria. The  rationale behind this aim is that secretion of these molecules is an indication of proper  differentiation of intestinal stem cells into distinct cell types. The biosensor with fluorescent  output will operate in real-­time which will allow dynamic visualization of secretion phenotypes by  fluorescence microscopy.    Aim 2: Alter minigut growth by secretion of small molecules and growth factors from  commensal bacteria. We will engineer probiotic bacteria to deliver molecules that negatively  and positively influence the proliferation of stem cells in 3D culture. The rationale of this aim is  that secretion of butyrate, a key metabolite, is naturally microbially-­driven in the gut and the  effect of microbial butyrate production on gut cells is profound. In addition, we wish to study  positive regulation of growth by bacterial secretion the growth factor R-­spondin-­1 in the minigut  lumen.    Taken together, successful implementation of these aims will develop a robust co-­culture  platform for the optimization of 3D organoid cultures and the study of host-­microbe interactions.
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会议论文
Location-specific In Vivo Sensing and Imaging of Butyrate in the GI Tract
  • 批准号:
    10433447
  • 项目类别:
  • 资助金额:
    $21.3万
  • 财政年份:
    2022
  • 负责人:
    Thomas J Mansell
  • 依托单位:
Location-specific In Vivo Sensing and Imaging of Butyrate in the GI Tract
  • 批准号:
    10611459
  • 项目类别:
  • 资助金额:
    $17.41万
  • 财政年份:
    2022
  • 负责人:
    Thomas J Mansell
  • 依托单位:
Creating a niche for engineered live biotherapeutics
  • 批准号:
    10276995
  • 项目类别:
  • 资助金额:
    $29.13万
  • 财政年份:
    2021
  • 负责人:
    Thomas J Mansell
  • 依托单位:
Creating a niche for engineered live biotherapeutics
  • 批准号:
    10427447
  • 项目类别:
  • 资助金额:
    $29.07万
  • 财政年份:
    2021
  • 负责人:
    Thomas J Mansell
  • 依托单位:
海外基金