Summary

전체 산 면역 형광 및 교양된 마우스 난소의 여 포 정량화

Published: May 02, 2018
doi:

Summary

여기, 선물이 직렬 구분 없이 교양된 난소 젊은 쥐의 모 낭을 계량 하는 프로토콜. 전체 기관 면역 형광 및 조직 삭제를 사용 하 여, 실제 단면 광 단면으로 대체 됩니다. 샘플 준비 및 시각화의이 방법은 기관 무결성을 유지 하 고 특정 셀의 자동화 된 정량화를 용이 하 게.

Abstract

포유류 생식 생물학의 분야에 있는 연구는 종종 난소와 고환의 전반적인 건강을 평가 포함 됩니다. 특히, 여성, 난소 피트 니스는 시각화 및 낭과 oocytes를 측정 하 여 평가 자주. 난소는 불투명 한 3 차원 조직 이기 때문에 전통적인 접근 힘들게 부 러 뜨 리는 조직의 수많은 직렬 섹션으로 전체 기관에 걸쳐 세포를 시각화 하기 위해 필요 합니다. 또한,이 방법으로 정량화는 일반적으로 점수는 oocyte의 대략적인 직경에 의해 구분 된 섹션의 하위 집합만 수반, 때문에 그것은 부정확 하 경향이 있다. 여기, 프로토콜 대신 전체 장기 조직 개간 및 면역 형광 마우스 난소 낭과 oocytes 시각화의 얼룩을 활용 하 여 설명 합니다. 전통적인 방법에 비해,이 프로토콜은 수많은 이유로 난소 내 세포를 시각화에 대 한 유리: 1) 난소 보존할 샘플 준비와 처리; 섹션에 어렵다, 2) 작은 난소; 쉽게 시험 될 수 있다 3) 세포질 부 량은 더 쉽게 그리고 정확 하 게 달성; 그리고 4) 몇 군데 전체 기관.

Introduction

세포질 구성 및 포유류 난소의 형태학 상 특징을 공부 하기 위하여 과학자 들은 종종 vivo에서 실험 뒤에 immunohistological 포함 된 파라핀 난소의 얼룩에 의존 합니다. 최근에 그러나, 전체 난소 기관 문화 기술은 더 나은 시각화와 결합 될 수 있다 때문에 난소 기능1,2,,34 를 공부 하는 효과적인 대안이 될 수 입증 하고있다 더 많은 고 정량화 도구입니다. 전통적으로, 난소 형태학의 분석 3 차원 재구성 난소 아키텍처 파라핀 임베디드 직렬 섹션에서 하지만 되기 힘들고 시간이 걸리고, 순차적으로 포함 된 파라핀 조직 단면에 따라 달라 집니다. 기관의 적절 한 개조를 보장 하지 않으며 섹션 자주 분실 또는 잘못 주문 과정에서.

직렬 구분과 관련 된 기술 과제, 이외에 정기적으로 여 포 난소5,6당 숫자를 계량 하는 데 사용 하는 방법에 변화가 있습니다. 현재 사용 하는 방법론 변화 연구5,7에 걸쳐 난소의 메타 분석을 손상 한다. 예를 들어 다른 연구 기사에서 여 포 숫자 특정 스트레인6내에서 유사한 발달 세 사이 이상의 사진에 의해 달라질 수 있습니다. 보고 뿌리 부 량에 큰 차이이 혼란으로 이어질 수 있습니다 고 간 연구 비교를 방해. 실험적으로, 직렬 섹션에서 뿌리 정량화 하는 기존의 방법과 섹션의 미리 정의 된 수의 모 낭을 계산 하 여 수행 됩니다 (예를 들어, 모든 다섯 번째, 10 번째, 또는 다른 섹션). 이 방법을 사용 하 여 포 수 있는 가변성 섹션 두께, 경험과 기술 직렬 섹션5,6생성에 섹션 계산에 주기에서 뿐만 아니라 변화에서 발생 합니다. 그것의 다양성 뿐만 아니라 다른 전통적인 조직 단면 단점은 젊은 동물에서 작은 난소의 단면화는 특히 도전적이 고 매우 조직 방향8에 의존.

프로토콜 아래 일상적으로 사용 된 난소 문화 기술1 설명 하지만 전통적인 뿌리 정량화 조직 삭제와 실제 단면 및 광학 단면 confocal 현미경8 사용 하 여 대체 하 여 크게 향상 시켰습니다. ,9. 에 요소 및 솔 비 톨-기반 조직 집중 (하지 않아도 transcranial 관류 또는 전기 이동 법)을 사용 하 여 삭제 솔루션 (예를 들어, ScaleS(0)10)는 immunostaining와 호환 되 고 입증의 감소에 대 한 허용 화상의 깊이 손상 없이 개간 시간. 다른 보고 된 방법 (, ScaleA28,10, SeeDB11,12, ClearT 및 ClearT212) 하나 더 많은 시간을 소비 또는 샘플의 깊이 있는 광학 해상도 허용 하지 않습니다. 광 단면 적은 노동 집약 이며 오르간의 3 차원 건축7,8을 유지 하기 때문에 유리 하다. 이 방법의 또 다른 이점은 샘플의 준비 조직을 값비싼 시 약을 필요로 하지 않습니다 및 상대적으로 쉽게 수행할 수 있습니다.

특히, 설명 하는 프로토콜은 출생 후 하루 5 교양된 마우스 난소에 대 한 최적화 되었습니다 하지만 출생 후 일 0-10에서에서 배열 하는 난소에 실시 되었습니다. 메서드는 자연스럽 게 조직에 그것은 경작, 기관 처리 및 조작을 용이 하 게 하는 막에 부착 하는 난소 문화 시스템을 사용. 설명 하는 문화 시스템 최대 10 일 동안을 어떻게 다른 실험 조건 평가 explanted 난소 oocyte 생존13방해할 수 유지 하기 위해 사용할 수 있습니다. 설명 정량화 절차 처리 패키지 피지 ImageJ14 비 상업적 이미지를 사용 하 여 수행 하 고 대부분 개인용 컴퓨터에서 수행할 수 있습니다. 또한, 정량화에 대 한 사용 되는 이미지 만들 수 있습니다 광범위 하 게 사용할 수 있는 미래의 메타 분석에 대 한 되므로, 사회 과학에 대 한.

Protocol

코넬 대학의 기관 동물 관리 및 사용 위원회 (IACUC) 여기, JCS 2004-0038 프로토콜에서 설명 하는 모든 방법을 승인 했습니다. 1입니다. 악기와 문화 미디어 준비 지우기 작업 영역 10% 표 백제와 깨끗 하 고 적어도 5 분 동안 작업 영역 표면에 표 백제를 허용. 5 분 후 깨끗 한 종이 타 올, 70% 에탄올 (EtOH) 초과 표 백제를 제거 합니다. 70%와 철저 하 게 해 현미경 청소 EtOH.참고:…

Representative Results

6 주요 단계를 포함 하는이 프로토콜 난소의 절 개를 그림 1에 설명 된 대로 다음. 그림 2 , 그림 3 , 그림 4 조직 난소와 피지 ImageJ를 사용 하 여 전체 조직 oocyte 정량화에 대 한 삭제의 최적화를 포함 하는이 프로토콜의 가장 새로운 기능을 강조…

Discussion

포유류 복제의 연구를 사용 하 여 정기적으로 세포 배양에 의무가 있지 않은 특수 셀을 측정 해야 합니다. 그러나, 문화 시스템 비보 전 난소 및 여 포 생존1,15유지에 효과적입니다. 난소 문화 중 조직 확산을 통해 영양분의 교환에 대 한 더 큰 표면 영역을 필요합니다. 따라서, 5 일 오래 된 마우스 난소 크기에 이상적입니다 및 장기 문화에 대 한 ?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

우리 유용한 제안 및 기술 지원에 대 한 레 베 카 윌리엄스와 코넬 BRC 이미징에서 요한 나 델라 크루스와 앤드류 Recknagel 감사합니다. 이 작품 건강 그랜트의 국가 학회에 지원 되었다 S10-OD018516 (코넬의 이미징 시설)에, J.C.B.에 T32HD057854와 J.C.S. R01-GM45415

Materials

Micro dissecting scissor 4.5", straight, sharp points Roboz RS-5912 Micro dissecting scissor
Jewelers style forceps 4-3/8", style 5 Integra Miltex 17-305X Fine tip forceps
Micro Iris Scissors 4", straight, sharp points Integra Miltex 18-1618 Micro dissecting iris scissor or micro dissecting spring scissor
1X Minimal Essential Media (MEM) ThermoFisher Scientific 11090-081
Fetal Bovine Serium Corning 35011CV
HEPES (1M) Gibco 15630080
Antibiotic-Antimycotic (100X) Gibco 15240062 Used in Step 1.3.1
35mm Tissue Culture Treated Dish Corning 430165
Nunc™ 24-Well Carrier Plate for Cell Culture Inserts ThermoFisher Scientific 141006 Pore size: 8μm
Paraformaldehyde (PFA) Electron Microscopy Sciences 15710 16% solution
1X Phosphate-Buffered Saline (PBS) Gibco 10010023
Nutator mixer GyroTwister™ Labnet S1000-A-B three dimensional shaker
Normal Goat Serum VWR 103219-578
Bovine Serum Albumen (BSA) VWR 97061-416
Sodium Azide (NaN3) Sigma-Aldrich S2002-25G
Sodium borohydride solution (NaBH4) Sigma-Aldrich 452904-25ML Use the solution, rather than the tablet or powder form 
Polyvinyl Alcohol (PVA) Sigma-Aldrich P8136-250G Cold water soluble
Triton™ X-100 Sigma-Aldrich 93443-100ML polyethylene glycol tert-octylphenyl ether
Syringe filters ThermoFisher Scientific 725-2520 25mm
10mL Syringes BD 309695
Mouse anti-p63 antibody (4A4) Biocare Medical CM 163A Dilution 1:500
Rabbit anti-MVH antibody Abcam ab13840 Dilution 1:600
Alexa Fluor® goat anti-mouse 594 ThermoFisher Scientific A-11032 Dilution 1:1000
Alexa Fluor® goat anti-rabbit 488 ThermoFisher Scientific A-11034 Dilution 1:1000
4,6-Diamidino-2-phenylindole (DAPI)  ThermoFisher Scientific 62248
D-(-)sorbitol  Sigma-Aldrich 240850-100G
Glycerol Sigma-Aldrich G9012-100ML
Urea Sigma-Aldrich U5378-500G
Dimethyl sulfoxide (DMSO) Sigma-Aldrich D2650-5X10ML
FIJI-ImageJ Image processing software
Disposable plastic transfer pipettes VWR 414044-034

References

  1. O’Brien, M. J., Pendola, J. K., Eppig, J. J. A Revised Protocol for In Vitro Development of Mouse Oocytes from Primordial Follicles Dramatically Improves Their Developmental Competence. Biology of Reproduction. 68 (5), 1682-1686 (2003).
  2. Morgan, S., Campbell, L., Allison, V., Murray, A., Spears, N. Culture and Co-Culture of Mouse Ovaries and Ovarian Follicles. Journal of Visualized Experiments. (97), (2015).
  3. Livera, G., Rouiller-Fabre, V., Valla, J., Habert, R. Effects of retinoids on the meiosis in the fetal rat ovary in culture. Molecular and Cellular Endocrinology. 165 (1), 225-231 (2000).
  4. Livera, G., Petre-Lazar, B., Guerquin, M. -. J., Trautmann, E., Coffigny, H., Habert, R. p63 null mutation protects mouse oocytes from radio-induced apoptosis. Reproduction. 135 (1), 3-12 (2008).
  5. Tilly, J. L. Ovarian follicle counts – not as simple as 1, 2, 3. Reproductive Biology and Endocrinology. 1, 11 (2003).
  6. Bucci, T. J., Bolon, B., Warbritton, A. R., Chen, J. J., Heindel, J. J. Influence of sampling on the reproducibility of ovarian follicle counts in mouse toxicity studies. Reproductive Toxicology. 11 (5), 689-696 (1997).
  7. Skodras, A., Marcelli, G. Computer-Generated Ovaries to Assist Follicle Counting Experiments. PLOS ONE. 10 (3), e0120242 (2015).
  8. Malki, S., Tharp, M. E., Bortvin, A. A Whole-Mount Approach for Accurate Quantitative and Spatial Assessment of Fetal Oocyte Dynamics in Mice. Biology of Reproduction. 93 (5), (2015).
  9. Feng, Y., et al. CLARITY reveals dynamics of ovarian follicular architecture and vasculature in three-dimensions. Scientific Reports. 7, (2017).
  10. Hama, H., et al. ScaleS: an optical clearing palette for biological imaging. Nature Neuroscience. 18 (10), 1518-1529 (2015).
  11. Ke, M. -. T., Fujimoto, S., Imai, T. SeeDB: a simple and morphology-preserving optical clearing agent for neuronal circuit reconstruction. Nature Neuroscience. 16 (8), 1154-1161 (2013).
  12. Kuwajima, T., Sitko, A. A., Bhansali, P., Jurgens, C., Guido, W., Mason, C. ClearT: a detergent- and solvent-free clearing method for neuronal and non-neuronal tissue. Development. 140 (6), 1364-1368 (2013).
  13. Rinaldi, V. D., Hsieh, K., Munroe, R., Bolcun-Filas, E. M., Schimenti, J. C. Pharmacological Inhibition of the DNA Damage Checkpoint Prevents Radiation-Induced Oocyte Death. 遗传学. , (2017).
  14. Schindelin, J., et al. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nature Methods. 9 (7), 676-682 (2012).
  15. Obata, Y., Kono, T., Hatada, I. Oogenesis: Maturation of mouse fetal germ cells in vitro. Nature. 418 (6897), 497 (2002).
  16. Faire, M., et al. Follicle dynamics and global organization in the intact mouse ovary. 发育生物学. 403 (1), 69-79 (2015).
  17. Byrne, C., Hardman, M. J. Whole-Mount Assays for Gene Induction and Barrier Formation in the Developing Epidermis. Epidermal Cells. , 127-136 (2005).
  18. Lauter, G., Söll, I., Hauptmann, G. Multicolor fluorescent in situ hybridization to define abutting and overlapping gene expression in the embryonic zebrafish brain. Neural Development. 6, 10 (2011).
  19. Laronda, M. M., et al. A bioprosthetic ovary created using 3D printed microporous scaffolds restores ovarian function in sterilized mice. Nature Communications. 8, (2017).

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Cite This Article
Rinaldi, V. D., Bloom, J. C., Schimenti, J. C. Whole Mount Immunofluorescence and Follicle Quantification of Cultured Mouse Ovaries. J. Vis. Exp. (135), e57593, doi:10.3791/57593 (2018).

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