We established a microfluidic four-organ-chip for interconnected long-term co-culture of human intestine (1), liver (2), skin (3) and kidney (4) equivalents.

ABSTRACT In contrast to males, aggression in females has been rarely studied. Here, we established a rat model of enhanced female aggression using a combination of social isolation and aggression-training to specifically investigate the involvement of the oxytocin (OXT) and vasopressin (AVP) systems within the lateral septum (LS). Using neuropharmacological, optogenetic, chemogenetic as well as microdialyses approaches, we revealed that enhanced OXT release within the ventral LS (vLS), combined with reduced AVP release within the dorsal LS (dLS), are required for female aggression. Accordingly, increased excitability of OXT-responsive neurons in the vLS and decreased excitability of AVP-responsive neurons in the dLS were essential to evoke female aggression. Finally, in vitro activation of OXT receptors in the vLS increased tonic GABAergic inhibition of dLS neurons. Overall, our data demonstrate that septal release of OXT and AVP affects female aggression by differential regulation of the excitatory-inhibitory balance within subnetworks of the LS.

Microphysiological systems are fundamental for progressing towards a global paradigm shift in drug development through the generation of patient-on-a-chip models. An increasing number of single- and multi-organ systems have been adopted by the pharmaceutical and cosmetic industries for predictive substance testing. These models run on heterogeneous tissues and cell types from different donors. However, a patient is an individual. Therefore, patient-on-a-chip systems need to be built from tissues from one autologous source. Individual on-chip organ differentiation from a single induced pluripotent stem cell source could provide a solution to this challenge. We designed a four-organ chip based on human physiology. It enables the interconnection of miniaturized human intestine, liver, brain and kidney equivalents. All four organ models were pre-differentiated from induced pluripotent stem cells from the same healthy donor and integrated into the microphysiological system. The cross talk led to further differentiation over a 14-day cultivation period under pulsatile blood flow conditions in one common medium deprived of growth factors. This model platform will pave the way for disease induction and subsequent drug testing.