Transcripts Visualized in Situ Despite advances, current methods for single-cell sequencing are unable to resolve transcript location within the cell, so Lee et al. (p. 1360 , published online 27 February) developed a method of fluorescent in situ RNA sequencing (FISSEQ) that works in vivo to show messenger RNA localization within cells. The method amplifies complementary DNA targets by rolling circle amplification, and then in situ cross-linking locks amplicons to produce ample, highly localized templates for three-dimensional sequencing. The technique was tested in fibroblasts to reveal the differences between individual cells during wound repair.

An in vitro model of the human kidney glomerulus - the major site of blood filtration - could facilitate drug discovery and illuminate kidney-disease mechanisms. Microfluidic organ-on-a-chip technology has been used to model the human proximal tubule, yet a kidney-glomerulus-on-a-chip has not been possible because of the lack of functional human podocytes - the cells that regulate selective permeability in the glomerulus. Here, we demonstrate an efficient (> 90%) and chemically defined method for directing the differentiation of human induced pluripotent stem (hiPS) cells into podocytes that express markers of the mature phenotype (nephrin+, WT1+, podocin+, Pax2-) and that exhibit primary and secondary foot processes. We also show that the hiPS-cell-derived podocytes produce glomerular basement-membrane collagen and recapitulate the natural tissue/tissue interface of the glomerulus, as well as the differential clearance of albumin and inulin, when co-cultured with human glomerular endothelial cells in an organ-on-a-chip microfluidic device. The glomerulus-on-a-chip also mimics adriamycin-induced albuminuria and podocyte injury. This in vitro model of human glomerular function with mature human podocytes may facilitate drug development and personalized-medicine applications.

Here we describe of an ‘Interrogator’ instrument that uses liquid-handling robotics, a custom software package, and an integrated mobile microscope to enable automated culture, perfusion, medium addition, fluidic linking, sample collection, and in situ microscopic imaging of up to 10 Organ Chips inside a standard tissue culture incubator. The automated Interrogator platform maintained the viability and organ-specific functions of 8 different vascularized, 2-channel, Organ Chips (intestine, liver, kidney, heart, lung, skin, blood-brain barrier (BBB), and brain) for 3 weeks in culture when fluidically coupled through their endothelium-lined vascular channels using a common blood substitute medium. When an inulin tracer was perfused through the multi-organ Human Body-on-Chips (HuBoC) fluidic network, quantitative distributions of this tracer could be accurately predicted using a physiologically-based multi-compartmental reduced order (MCRO) in silico model of the experimental system derived from first principles. This automated culture platform enables non-invasive imaging of cells within human Organ Chips and repeated sampling of both the vascular and interstitial compartments without compromising fluidic coupling, which should facilitate future HuBoc studies and pharmacokinetics (PK) analysis in vitr o.