Ce protocole décrit la culture primaire / co-culture de tissu ovarien de la souris, en utilisant des ovaires de souris nouveau-nées et des follicules ovariens provenant de souris individuelles prépubères. Les techniques de culture de soutenir le développement d'une manière hautement physiologique, ce qui permet étude de l'effet d'agents extrinsèques sur l'ovaire, et des interactions entre les follicules ovariens.
L'ovaire de mammifère est composé de follicules ovariens, chaque follicule constitué d'un seul ovocyte entouré de cellules de la granulosa somatiques, enfermé dans un ensemble membrane basale. Une piscine fini de follicules est prévue au cours du développement embryonnaire, lorsque ovocytes en arrêt de la méiose forment une association étroite avec les cellules granuleuses aplaties, formant follicules primordiaux. Par naissance ou peu après, les ovaires de mammifères contiennent l'approvisionnement de leur durée de vie de follicules primordiaux, après quel point il ya une libération régulière de follicules dans la piscine folliculaire croissante.
L'ovaire est particulièrement favorables au développement in vitro, avec des follicules en croissance d'une manière hautement physiologique dans la culture. Cet ouvrage décrit la culture d'ovaires néonatales entières contenant follicules primordiaux, et la culture de follicules ovariens individuels, une méthode qui peut soutenir le développement des follicules d'un immature jusqu'à la preovurégle- stade, après quoi leurs ovocytes sont capables de subir une fécondation in vitro. Le travail présenté ici utilise des systèmes de culture afin de déterminer comment l'ovaire est affectée par l'exposition à des composés externes. Nous décrivons également un système de co-culture, qui permet d'étudier les interactions qui se produisent entre follicules en croissance et la piscine de non-croissance des follicules primordiaux.
L'ovaire de mammifère est composé de durée de vie de l'approvisionnement d'une femelle d'ovocytes, chaque contenu dans un follicule ovarien. Les follicules sont formés avant la naissance au repos, l'étape primordiale: une fois la piscine du follicule est établi, il ya un mouvement continuel et progressive des follicules de la primordiale dans la piscine de follicule en croissance. Comme les follicules commencent à se développer, ils développent à travers les étapes primaires, secondaires, préantraux puis antraux, jusqu'à ce qu'ils atteignent le pré-ovulatoire ou Graaf, étape. Seuls les ovocytes de follicules préovulatoires ont pleine compétence au développement, en mesure de soutenir le développement embryonnaire à terme, si fécondé.
L'ovaire est connu depuis longtemps de mettre au point de façon hautement physiologique in vitro. Ceci est probablement dû à chaque follicule ovarien contenant en son sein des cellules nécessaires pour soutenir un ovocyte immature de l'étape (à quel point il est incapable de terminer sa division méiotique) par l'intermédiaire de til stade de développement compétente (à quel point il peut soutenir pleinement l'achèvement de la méiose, la fertilisation et le développement de l'embryon qui en résulte à terme).
La nature physiologique de développement ovaire in vitro a conduit à une large utilisation de techniques de culture d'ovaire. Par conséquent, les méthodes in vitro ont été utilisées pour étudier la régulation du développement de l'ovaire, de la pathologie ovarienne (par exemple celle du syndrome des ovaires polykystiques, SOPK), l'examen de la façon dont les ovaires / ovocytes sont affectés par l'exposition à des produits chimiques, et aussi avec le but pratique de l'obtention des ovocytes fécondables de follicules ovariens primordiaux. À ce jour, celui-ci a été réalisé en utilisant uniquement la souris tissu ovarien 1, bien que les techniques de culture en utilisant les follicules de grands mammifères, y compris les humains, ont grandement amélioré au cours des dernières années 2,3.
Nous décrivons ici plusieurs méthodes de culture à l'aide de tissu ovarien de la souris. La première méthod utilise ovaires de souris néonatales entiers, et soutient la formation et le développement précoce des follicules primordiaux 4. Le deuxième système prend en charge la croissance des follicules ovariens individuels, intactes de la fin du préantral à l'étape pré-ovulatoire; en utilisant cette technique, les follicules peuvent être cultivées individuellement, par paires ou 5,6. Enfin, nous décrivons un système de co-culture, en combinant les deux premières techniques dans une méthode qui permet d'étudier les interactions entre la culture et les follicules ovariens primordiaux 7.
Culture des follicules ovariens intactes individuelles permet la croissance du follicule à être déterminé à partir des mesures quotidiennes de follicules au cours de la période de culture, tandis que l'analyse permet d'étudier moyen de follicule / ovaire production d'hormones. D'autres analyses de tissus peuvent être obtenus par une collection de follicules ou le tissu ovarien à la fin de la culture, pour des analyses histologiques / ou immunohistologiques pour un traitement ultérieur, par exemple pour obtenirl'ARNm ou de protéines.
Nous décrivons ici les différents systèmes de culture qui peuvent être utilisés pour soutenir le développement des follicules ovariens de souris in vitro, en utilisant des ovaires néonatales entières contenant seulement les stades premiers du follicule, follicules ovariens préantraux individuels et également co-cultures des deux tissus.
Culture d'ovaires de souris néonatale précoce soutient le développement ovarien, l'initiation de la croissance folliculaire en particulier jusqu'au stade de follicule secondaire. Un éventail d'âges de souris néonatales peut être utilisée pour ces cultures, selon les stades de développement d'intérêt. Si les ovaires sont obtenus à partir des souris nouveau-nés, la formation de follicules sera en cours, mais pas encore achevé: la culture soutiendra au moins partiellement la formation de follicules suite suivie par la croissance du follicule. Alternativement, l'utilisation des ovaires de souris autour de quatre à cinq jours d'âge (par lequel la formation de follicules de temps est déjà complets) résultats dans la culture d'un plus grand nombre de folli primordiale et croissantecles 12. Aspects bénéfiques de la technique spécifique décrit ici comprennent l'utilisation de membranes de polycarbonate flottants, ce qui permet une meilleure oxygénation du tissu, et la culture dans un milieu très basique constitué de seulement aMEM et BSA, ce qui évite l'utilisation d'additifs non définis tels que le sérum. Culture des ovaires ensemble ne semble pas soutenir le développement au-delà du stade de follicule secondaire, avec le développement ultérieur nécessitant une modification de la technique, telles que la dissection de complexes cellulaires folliculo-granulosa de l'ovaire néonatal culture 1.
Les étapes ultérieures de développement des follicules peuvent être développées in vitro en disséquant out individuel, les follicules pré-antraux fin intactes, qui peut être cultivé à l'étape pré-ovulatoire dans la culture tout en maintenant leur structure tridimensionnelle. L'utilisation de follicules intacts pour cette technique de culture maintient la relation entre les différents composants folliculaires qui se produit in vivo. This système de culture peut être utilisé pour obtenir des ovocytes qui peuvent soutenir la fécondation et le développement embryonnaire ultérieur.
Fertilisables ovocytes peuvent également être obtenus à partir d'ovaires de souris néonatales en utilisant un protocole de culture initial autant que décrite ici, suivie par une seconde étape au cours de laquelle les complexes de cellules de la granulosa-ovocytes sont cultivés in vitro 1. D'autres systèmes utilisés aujourd'hui assez fréquemment comprennent la culture de follicules ou le tissu ovarien qui a été encapsulés dans un matériau tel que l'hydrogel d'alginate, pour fournir un appui (voir, par exemple, Tagler et al. 13). Une grande partie du centre du développement de la méthode est maintenant d'améliorer les techniques de culture pour les ovaires et les follicules de grands mammifères, avec l'objectif à long terme d'obtenir des ovocytes fécondable de follicules primordiaux à partir d'un éventail d'espèces, y compris les humains.
À tout moment, les ovaires de mammifères contiennent follicules à une gamme de stades de développement, avec INTERACTIONSns entre follicules affectant leur réglementation. Cet aspect de la fonction ovarienne est mal comprise et difficile à examiner in vivo. La dernière méthode décrite ici utilise des systèmes de co-culture pour soutenir le développement des différentes étapes de follicules in vitro. Si nécessaire, une ou les deux tissus peuvent être pré-traitées in vivo ou in vitro de co-culture préalable. Systèmes de co-culture comme celui offrent un moyen idéal pour examiner les interactions folliculo-follicule, par exemple, comment la croissance, follicules antraux affectent la piscine de follicules primordiaux, aspects de la biologie de l'ovaire qui se sont avérées difficiles à examiner jusqu'à présent.
Techniques de culture d'ovaires entiers sont assez simples, bien dissection minutieuse est nécessaire pour éviter des dommages aux tissus accidentelle. Dissection des follicules individuels est une technique spécialisée, nécessitant la pratique répétée avant follicules au bon moment peuvent être disséqués de l'ovaire intact et en bon état. Il est essentielà disséquer les follicules individuels avec soin, ou dommages subis pendant le protocole de dissection peut entraîner la mort follicule pendant la période de culture ultérieure. Lorsque les follicules sont placées directement dans le puits de plaques de microtitrage, il est important de ne utiliser que des matières plastiques culture non tissulaire traités, afin de minimiser le placage vers le bas de cellules thécales sur les matières plastiques: si la culture de tissus plasticware traitée est utilisée, les follicules se attacher à la base du puits et la rupture à mesure qu'ils grandissent. Pour tout travail de co-culture, les tissus doivent être placés directement en contact avec l'autre.
Le milieu indiqué ci-dessus pour une utilisation dans la technique de culture de follicule comprend l'ajout de sérum de souris. Il est possible de remplacer le sérum de souris avec du sérum de veau fœtal, mais seulement occasionnellement lots de sérums tels soutiendra pleinement le développement des follicules au stade pré-ovulatoire, avec lot d'essais requis pour identifier des sources appropriées. Lot-test de FSH est également conseillé, comme l'Uni internationalts par lequel FSH est évaluée corrélat seulement grossièrement à la croissance du follicule in vitro. Si la rupture du follicule se produit régulièrement au cours de la période de culture, envisager de remplacer l'acide ascorbique stock avec un nouveau lot.
Les techniques ne nécessitent pas de matériel particulier spécialisée autres que les microscopes de dissection et les incubateurs de culture de tissu, bien que l'utilisation d'une hotte à flux laminaire et une bonne technique stérile permettre aux follicules ovariens à être cultivées en l'absence d'antibiotiques, comme dans les procédés décrits ici. Cela peut être utile, pour éviter tout effet néfaste potentiel des antibiotiques sur les ovocytes, en particulier si elles doivent être fécondé la culture suivante. Lorsqu'il ne est pas possible de travailler dans un environnement stérile, il est conseillé d'ajouter des antibiotiques pour la dissection et la culture des médias.
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 |