Eine In-Vivo -Methode, um die Maus Blut-Hoden-Schranke Integrität zu studieren
Summary
Hier präsentieren wir ein Protokoll, um die Blut-Hoden-Schranke Integrität durch Einspritzen von Inulin-FITC in Hoden zu beurteilen. Dies ist eine effiziente in Vivo -Methode, um die Blut-Hoden-Schranke Integrität zu studieren, die durch genetische und umweltbedingte Elemente beeinträchtigt werden kann.
Abstract
Spermatogenese ist die Entwicklung von Spermatogonien zu reifen Spermien in den seminiferous Röhrchen der Hoden. Dieser Prozess wird von Sertoli Zelle Kreuzungen an der Blut-Hoden-Schranke (BTB), unterstützt die engste Gewebe-Barriere im Säugetier-Körper und trennt die seminiferous Epithel in zwei Kammern, eine basale und eine Adluminal. Die BTB schafft eine einzigartige Mikroumgebung für Keimzellen in Meiose ich / II und für die Entwicklung der postmeiotic Spermatids in Spermien über Spermiogenesis. Hier beschreiben wir eine zuverlässige Assays zur Überwachung der BTB Integrität der Maus Hoden in Vivo. Eine intakte BTB blockiert die Diffusion der FITC konjugiert Inulin aus der basalen zum apikalen Fach von seminiferous Röhrchen. Diese Technik eignet sich für das Studium gen Kandidaten, Viren oder Umweltgifte, die BTB Funktion oder Integrität, ein einfaches Verfahren und eine minimale Anforderung von chirurgischen Fähigkeiten im Vergleich zu alternativen Methoden beeinflussen können.
Introduction
Säugetier-Spermatogenese wird einen sehr strukturierten Prozess betrachtet, der spermatogonial Selbsterneuerung und Differenzierung durch Spermatozyten in haploide Spermien über Mitose und Meiose Spermiogenesis, während die dramatischen umfasst biochemische und morphologische Veränderungen auftreten. Entwickelnden Keimzellen werden schrittweise von der Basis von seminiferous Röhrchen in Richtung Lumen transportiert. Dieser Prozess wird durch Zell-Zell-Kontakte zwischen den Keimzellen und Sertoli-Zellen1,2geregelt. Benachbarte Sertoli-Zellen bilden die BTB, die nahe der Unterseite von seminiferous Röhrchen befindet. Die BTB teilt physisch das Epithel in eine basale und ein Adluminal Fach. In Phasen VIII – IX des Kreislaufs epithelialen migrieren Preleptotene/Leptotän Spermatozyten aus der basalen Fächer auf der BTB, Eingabe der Adluminal Fächer3. Daher soll die Funktion der BTB eine Immunabwehr Mikroumgebung für den Abschluss der Meiose und Spermiogenesis4,5,6. Im Gegensatz zu anderen Gewebeprobe Barrieren (z.B., Blut – Hirn-Schranke), die nur von tight Junctions (TJs) bestehen, bildet die BTB vier verschiedene Kreuzungen (TJs ectoplasmic Spezialisierungen, Gap Junctions und Intermediate Filament-basierte Desmosomes) zwischen den Sertoli-Zellen1,7.
Viele Studien haben genetisch veränderte Mäuse, Virus-Infektionen und Umweltgifte verwendet, um die Mechanismen von BTB Integrität7,8,9zu untersuchen. Die BTB-Störung induziert eingeschränkter Spermatogenese und Subfertilität oder Unfruchtbarkeit. Da die BTB Bildung und Integrität bestätigt wurden Kontakte zwischen den Sertoli-Zellen8betroffen zu sein, hat eine in-vitro- Modell basierend auf Primärkultur von isolierten Sertoli-Zellen verwendet worden für BTB-Studie. Dieses Modell kann nicht jedoch genau BTB Dynamik in Vivoimitieren. Darüber hinaus wurde keine solche Kokulturen von Keimzellen mit Sertoli-Zellen in der Lage, alle relevante strukturelle und funktionelle Komponenten der BTB10,11reflektieren gegründet.
Im Allgemeinen basieren in der Regel in Vivo BTB Integrität Assays auf kleinen Molekülen, wie EZ-Link Sulfo-NHS-LC-Biotin und FITC konjugiert Inulin (Inulin-FITC). Normalerweise wird die Diffusion von Biotin oder Inulin-FITC aus dem basalen Fach von BTB Struktur blockiert. Daher sind wir in der Lage, diese Methode zu verwenden, um zu prüfen, inwieweit der BTB Schaden im Vergleich zu Kontrollgruppen. Während bestimmte Reize, wie Behandlung mit Cadmium Chlorid (CdCl2)12, BTB kompromittiert werden kann wird BTB für kleine Moleküle, die schließlich das Adluminal Fach als Indikatoren geben Sie zugänglich.
Ein frühe in Vivo BTB Integrität Assay wird Biotin oder Inulin-FITC in die Halsschlagader, die Chirurgie umfasst, und ist invasiv, kompliziert und zeitaufwändig. Außerdem, wie Reporter Stoffe durch den ganzen Körper über den Blutkreislauf diffundieren, beschränkt sich die lokale Konzentration von Biotin oder Inulin-FITC in seminiferous Röhrchen. Darüber hinaus kann systemische Exposition Immunreaktionen auslösen. Hier präsentieren wir Ihnen einen einfache und effektive in Vivo BTB Integrität Assay ermöglicht direkten Einspritzung von einer kleinen aliquoten Inulin-FITC in das Interstitium ein Hoden. Die fluoreszierenden Kennzeichnung Methode verwenden, ist die Färbung Prozess praktisch, da sekundäre Antikörper nicht erforderlich sind. Hier wird der Prozess der Fluoreszenzfarbstoff Eintritt in den Hoden visualisiert.
Protocol
Representative Results
Discussion
Spermatogenese findet in seminiferous Epithel und ist ein hoch geordneten und dynamischen Prozess, die Keimzellen und somatischen Zellen unterliegt (z. B. Sertoli-Zellen)13. Die BTB-Struktur, die durch die Sertoli-Zellen aufgebaut ist, teilt die seminiferous Epithel in eine basale und eine apikale Fach. Die Entwicklung der meiotischen und haploiden Keimzellen erfolgt in der apikalen Fach bildet eine immunologische Barriere14.
Di…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde von der nationalen Schlüssel R & D Program of China (2016YFA0500902), der National Natural Science Foundation of China (31471228, 31771653), der Jiangsu Science Foundation Distinguished jungen Gelehrten (BK20150047), die Naturwissenschaft unterstützt. Gründung der Provinz Jiangsu (BK20140897, 14KJA180005) und dem innovativen und unternehmerischen Programm der Provinz Jiangsu, K.Z
Materials
| Capillary puller | SUTTER INSTRUMENT (USA) | P-97 | |
| 10x PBS | Hyclone (USA) | SH30258.01 | dilution to 1× in ddH2O |
| 4’,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) | Sigma (USA) | F6057 | |
| Adhesion microscope slides | CITOGLAS (China) | 80312-3161 | |
| Cadmium chloride | Sigma (USA) | 655198-5G | |
| Confocal microscope | Zeiss (Germany) | LSM700 | |
| Dust-free paper | Kimberly-Clark (USA) | 34120 | |
| Inulin-FITC | Sigma (USA) | F3272 | |
| Microinjection capillaries | Zhengtianyi (China) | BJ-40 | 1.0 mm × 0.8 mm × 100 mm |
| Micropipette beveler | NARISHIGE (JAPAN) | EG-400 | |
| OCT | SAKURA (JAPAN) | 4583 | |
| Paraformaldehyde | Sigma (USA) | P6148 | |
| Pentobarbital sodium | Merck (Germany) | P11011 | |
| Shaver | Yashen (China) | ||
| Stereo microscope | Nikon (JAPAN) | SMZ1000 | |
| Sucrose | Sangon Biotech (China) | A610498 | |
| Surgical instruments | Stronger (China) | scissors, forceps, needle holder | |
| Syringe | KDL (China) | 20163150518 | 0.45 mm × 0.16 mm RW LB |
| thermostatic heater | KELL (Nanjing, China) | KEL-2010 | |
| 10x TBS, pH 7.6 | |||
| 0.2 M Tris | Sangon Biotech (China) | A600194 | |
| 1.37 M Nacl | Sangon Biotech (China) | A610476 |
References
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