Questo protocollo descrive la coltura primaria / co-coltura di topo tessuto ovarico, con ovaie di topi neonati e singoli follicoli ovarici di topi prepuberi. Le tecniche di coltura supportano sviluppo in modo altamente fisiologico, consentendo studio dell'effetto di agenti estrinseci sulla ovaio, e di interazioni tra follicoli ovarici.
L'ovaio mammiferi è composto di follicoli ovarici, ogni follicolo costituito da un unico ovocita circondato da cellule della granulosa somatiche, racchiusa all'interno di un insieme membrana basale. Un pool finito di follicoli è stabilito durante lo sviluppo embrionale, quando gli ovociti in arresto meiotico formano una stretta associazione con le cellule della granulosa appiattite, formando follicoli primordiali. Con o subito dopo la nascita, le ovaie dei mammiferi contengono fornitura del loro ciclo di vita dei follicoli primordiali, da quale punto in poi vi è un rilascio costante di follicoli in piscina follicolare in crescita.
L'ovario è particolarmente suscettibile di sviluppo in vitro, con follicoli in crescita in un modo altamente fisiologica in coltura. Questo lavoro descrive la cultura di intere ovaie neonatali contenenti follicoli primordiali, e la cultura dei singoli follicoli ovarici, un metodo in grado di sostenere lo sviluppo di follicoli da un immaturo fino alla preovufase normativo, dopo di che i loro ovociti sono in grado di sottoporsi a fecondazione in vitro. Il lavoro qui delineato utilizza sistemi di coltura per determinare come l'ovaio è influenzato da esposizione a composti esterni. Noi descriviamo anche un sistema di co-coltura, che permette di indagine delle interazioni che avvengono tra follicoli in crescita e la non crescente di follicoli primordiali.
L'ovaio mammiferi si compone di fornitura a vita di una femmina di ovociti, ciascuno inserito in un follicolo ovarico. I follicoli sono formati prima della nascita al riposo, fase primordiale: una volta la piscina follicolo è stabilito, c'è un movimento continuo e graduale follicoli dalla primordiale nella piscina follicoli in crescita. Come follicoli iniziano a crescere, si sviluppano attraverso le fasi primarie, secondarie, preantrali e poi antrali, fino a raggiungere il preovulatorio, o di Graaf, stage. Solo ovociti da follicoli preovulatory hanno piena capacità di sviluppo, in grado di supportare lo sviluppo embrionale a termine, se fecondato.
L'ovaio è nota da tempo per sviluppare in modo altamente fisiologica in vitro. Ciò è probabilmente dovuto ad ogni follicolo ovarico contiene al suo interno le cellule necessarie a sostenere un ovocita dalla fase immaturo (a questo punto non è in grado di completare la sua divisione meiotica) fino alla tegli fase evolutivamente competente (a questo punto può supportare pienamente il completamento della meiosi, fecondazione e sviluppo dell'embrione risultante al termine).
La natura fisiologica dello sviluppo dell'ovaio in vitro ha portato l'ampio uso di tecniche di coltura ovariche. Di conseguenza, i metodi in vitro sono stati utilizzati per studiare la regolazione dello sviluppo dell'ovaio, patologia ovarica (ad esempio quello della sindrome dell'ovaio policistico, PCOS), esame di come ovaie / ovociti sono influenzati dall'esposizione a sostanze chimiche, e anche con l'obiettivo concreto di ottenere ovociti fertilizable di follicoli ovarici primordiali. Ad oggi, il secondo è stato raggiunto solo con il mouse tessuto ovarico 1, anche se le tecniche di coltura utilizzando follicoli di grandi mammiferi, compreso l'uomo, hanno notevolmente migliorato negli ultimi anni 2,3.
Descriviamo qui diverse metodi di coltura utilizzando il mouse tessuto ovarico. Il primo method utilizza intere ovaie neonatali di topo, e sostiene la formazione e lo sviluppo precoce di follicoli primordiali 4. Il secondo sistema supporta la crescita dei singoli, intatte follicoli ovarici dal tardo preantrali alla fase preovulatoria; Usando questa tecnica, follicoli possono essere coltivati singolarmente, o in coppia 5,6. Infine, si descrive un sistema di co-coltura, combinando le prime due tecniche in un metodo che permette di indagine delle interazioni tra crescita e follicoli ovarici primordiali 7.
Cultura dei singoli follicoli ovarici intatti permette la crescita del follicolo da determinare da misure follicolo al giorno nel periodo di coltura, mentre l'analisi di medio consente indagine follicolo / produzione di ormoni dell'ovaio. Ulteriori analisi tissutali possono essere raggiunti da un insieme di follicoli o tessuto ovarico a fine coltura, per analisi istologiche / immunoistologici o per successive lavorazioni per esempio per otteneremRNA o proteine.
Descriviamo qui i vari sistemi di coltura che possono essere utilizzati per sostenere lo sviluppo dei follicoli ovarici topo in vitro, usando intere ovaie neonatali che contengono solo le prime fasi del follicolo, singoli follicoli ovarici preantrali e anche co-culture dei due tessuti.
Cultura della neonatale topo ovaie supporta primo sviluppo ovarico, iniziazione crescita particolarmente follicolo fino alla fase del follicolo secondario. Una gamma di età dei topi neonati può essere utilizzato per queste culture, a seconda delle fasi di sviluppo di interesse. Se le ovaie sono ottenuti da topi appena nati, la formazione del follicolo sarà in corso, ma non è ancora completa: la cultura sarà almeno in parte sostenere la formazione del follicolo continua seguita da una crescita del follicolo. In alternativa, l'uso di ovaie di topi circa quattro-cinque giorni di età (da cui la formazione tempo follicolo è già complete) comporta cultura di un maggior numero di folli primordiale e crescenteCles 12. Aspetti benefici della tecnica specifica qui descritto comprendono l'uso di membrane di policarbonato galleggianti, che permettono una maggiore ossigenazione dei tessuti, e coltura in un mezzo di base formato unicamente αMEM e BSA, evitando l'uso di additivi non definiti come siero. Culture dell'intero ovaie non sembra sostenere lo sviluppo oltre la fase follicolo secondario, con conseguente sviluppo richiede una modifica nella tecnica, come la dissezione di complessi cellule follicolo-granulosa dalla coltura ovaio neonatale 1.
Fasi successive di sviluppo del follicolo possono essere sviluppate in vitro da dissezione out individuale, intatti follicoli pre-antrali fine, che può essere coltivata alla fase preovulatoria nella cultura, pur mantenendo la loro struttura tridimensionale. L'uso di follicoli intatti per questa tecnica di coltura mantiene il rapporto tra le diverse componenti follicolari come avviene in vivo. This sistema di coltura può essere utilizzato per ottenere ovociti che possono sostenere la fecondazione e il successivo sviluppo embrionale.
Ovociti fertilizable possono anche essere ottenuti da topi ovaie neonatali utilizzano un protocollo di coltura iniziale quanto qui descritto, seguita da una seconda fase in cui i complessi ovocita-cellule della granulosa sono coltivate in vitro 1. Altri sistemi utilizzati abbastanza frequentemente oggi includono cultura follicoli o tessuto ovarico che è stato incapsulato in un materiale come idrogel alginato, per fornire supporto (vedere, per esempio, Tagler et al. 13). Gran parte del centro di sviluppo del metodo ora è quello di migliorare le tecniche di coltura per le ovaie e follicoli di mammiferi più grandi, con l'obiettivo a lungo termine di ottenere ovociti concimabile di follicoli primordiali da una gamma di specie, compresi gli esseri umani.
In qualsiasi momento, ovaie dei mammiferi contengono follicoli in una serie di fasi di sviluppo, con interactions tra follicoli che interessano la loro regolamentazione. Questo aspetto della funzione ovarica è poco conosciuta e difficile da esaminare in vivo. L'ultimo metodo descritto qui utilizza sistemi di co-coltura per sostenere lo sviluppo delle diverse fasi di follicoli in vitro. Se necessario, uno o entrambi i tessuti possono essere pre-trattati in vivo o in vitro prima della co-coltura. Sistemi di co-coltura di questo tipo forniscono un modo ideale per esaminare le interazioni follicolo-follicolo, per esempio come in crescita, follicoli antrali influenzano la piscina follicolo primordiale, aspetti della biologia ovarico che hanno dimostrato difficile da esaminare fino ad ora.
Intere tecniche di coltura ovariche sono piuttosto semplici, anche se attenta dissezione è necessario per evitare danni ai tessuti accidentali. Dissezione dei singoli follicoli è una tecnica specializzata, che richiede pratica ripetuta prima di follicoli in fase di destra possono essere sezionati fuori dall'ovaio integro e non danneggiato. E 'fondamentaleper sezionare i singoli follicoli con attenzione, o danni subiti durante il protocollo di dissezione può provocare la morte del follicolo durante il successivo periodo di coltura. Dove follicoli sono posti direttamente nel pozzetto di piastre di microtitolazione, è importante utilizzare solo plastiche coltura non-tessuti trattati, per minimizzare placcatura giù di cellule tecali sulle materie plastiche: se viene utilizzato coltura tissutale plasticware trattati, i follicoli si unisce al base del pozzo e della rottura durante la crescita. Per tutti i lavori di co-coltura, tessuti devono essere posti direttamente in contatto tra loro.
Il mezzo sopra descritto per l'uso nella tecnica di coltura follicolo comprende l'aggiunta di siero di topo. È possibile sostituire il siero di topo con siero bovino fetale, ma soltanto lotti occasionali di tali sieri sosterrà pienamente lo sviluppo del follicolo alla fase preovulatoria, con batch test deve identificare fonti adatte. Batch-test di FSH è anche consigliabile, come Uni Internazionalets con cui FSH viene valutata correlato solo rozzamente per la crescita del follicolo in vitro. Se la rottura del follicolo si verifica regolarmente durante il periodo di cultura, di sostituire l'acido ascorbico magazzino con un nuovo lotto.
Le tecniche non richiedono attrezzature particolarmente specializzata diverso microscopi dissezione e incubatori coltura tissutale, anche se l'uso di una cappa a flusso laminare sterile e buona tecnica permette follicoli ovarici per coltivate in assenza di antibiotici, come nei metodi qui descritti. Ciò può essere utile, per evitare qualsiasi potenziale effetto dannoso degli antibiotici sugli oociti, specialmente se devono essere fecondato seguente cultura. Qualora non sia possibile lavorare in un ambiente sterile, è consigliabile aggiungere antibiotici per la dissezione e la coltura.
The authors have nothing to disclose.
Work was funded by MRC grant G1002118.
Name of the Material/Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
Leibowitz L15 | Invitrogen | 11415049 | |
αMEM | Invitrogen | 22571020 | Supplied as sodium bicarbonate buffered (2200 mg/L) |
Bovine serum albumin | Sigma Aldrich | A9418 | For dissection medium |
Bovine serum albumin | Sigma Aldrich | A3311 | For culture medium |
Bovine serum albumin | Sigma Aldrich | A2153 | For coating glass pipettes |
Mouse serum | – | – | Collected from cardiac puncture |
FSH | Merck Serono | Gonal F | Batch testing is often necessary. Make up stock solution of 1IU/10µl in αMEM and store at -20°C. |
Ascorbic acid | Sigma Aldrich | A4034 | Make up stock of 5mg/ml in αMEM and store at -20°C. |
Silicon oil | VWR | 630064V | Dow Corning Silicone Fluid 200/50cS |
Syringe filters (25mm, 0.2µm) | Greiner | 16532K | Cellulose acetate filter: for filtering larger (> 5mls) volumes of medium. |
Syringe filters (13mm, 0.2µm) | Iwaki | 3032-013 | Cellulose acetate filter: for filtering smaller (< 5mls) volumes of medium |
Syringe filters (25mm, 0.45µm) | Iwaki | 2053-025 | Cellulose acetate filter: for filtering oil. |
Sterile tubes | Greiner | 187261 | |
24 well plate | Greiner | 662160 | |
96 well round bottom plate | Iwaki | 3875-096 | Use only non-tissue culture treated plates |
96 well flat bottomed well | Iwaki | 3860-096 | Use only non-tissue culture treated plates |
Whatman nucleopore membranes | Camlab | WN/110414 | Use shiny surface up, polycarbonate, 13mm diameter, 8.0µm pore size |
Insulin needles | BD medical supplies | 037-7606 | 0.33mm (29G) +1ml |
Glass embryo dishes | VWR | 720-0579 | Sterilise then warm before use |
Glass pipettes | Fisher Scientific | 10209381 | BSA coated before use |
Gel tips | AlphaLabs | LW1103 | |
Acupuncture needles | Acumedic LTD | 30mmx0.25 Type C | |
Bouin’s fixative | Sigma Aldrich | HT10132-1L | |
Formalin solution, neutral buffered, 10% | Sigma Aldrich | HT5014-120ml | |
1.5 ml polypropylene tubes | Greiner BioOne | 616201 |