Molecular and Proteomic Profiling of Human Cerebral Organoid‑Derived Small Extracellular Vesicles.

چکیده اصلی

Organoids are self-organized, in vitro 3D structures derived from progenitor or pluripotent stem cells. During culture, these tissues secrete small extracellular vesicles (sEVs)-functional bioactive molecules-into their microenvironment. Here, we differentiated iPSC-derived cerebral organoids (COs) under three culture conditions (static, orbital shaker, and a novel dynamic Organoid-on-a-Chip platform) over 30 days of maturation to determine how culture dynamics shape organoid development and EV profiles. Transcriptomic analysis revealed strong, culture condition-specific modulation of gene expression, while EV proteomics showed similar profiles across conditions at early maturation stages but marked divergence at later stages, reflecting differences in cellular maintenance, stress response, and tissue-specific maturation pathways. Additionally, sEVs from all conditions reduced U87 glioblastoma cell viability and migration, with the strongest effect observed for sEVs derived from the orbital shaker condition. These findings demonstrate that organoid culture microenvironment substantially influences both developmental trajectory and the bioactivity of secreted EVs.

ترجمه فارسی چکیده

آورگانیسم‌ها ساختارهای سه‌بعدی درون‌آمیزی هستند که از سلول‌های بنیادی یا چندریختی مشتق می‌شوند. در طول کشت، این بافت‌ها ویژوال‌های کوچک خارج سلولی (sEVs) - مولکول‌های زیست‌فعال - را به محیط میکرو خود ترشح می‌کنند. در اینجا، ما آورگانیسم‌های مغزی مشتق شده از iPSC را در سه شرایط کشت (ایستا، شیکر مداری و پلتفرم جدید و پویای Organoid-on-a-Chip) طی ۳۰ روز بلوغ تفکیک کردیم تا ببینیم چگونه دینامیک‌های کشت شکل‌گیری آورگانیسم و پروفایل‌های EV را شکل می‌دهند. تحلیل ترنسکریپتومیک نشان داد تغییرات قوی و وابسته به شرایط کشت در بیان ژن، در حالی که پروتئومیک EV نشان داد پروفایل‌های مشابه در مراحل اولیه بلوغ اما انحراف قابل توجه در مراحل بعدی، که بازتاب تفاوت‌ها در نگهداری سلولی، پاسخ استرس و مسیرهای بلوغ بافت‌مختص است. علاوه بر این، sEVs از همه شرایط، زیست‌پذیری و مهاجرت سلول‌های گلیوبلاستoma U87 را کاهش دادند، با بیشترین اثر مشاهده شده برای sEVهای مشتق شده از شرایط شیکر مداری. این یافته‌ها نشان می‌دهند که محیط میکرو کشت آورگانیسم تأثیر قابل توجهی بر مسیر تکاملی و بیوفعالیت EVهای ترشح شده دارد.

متن کامل اصلی