Dieses Protokoll beschreibt die Primärkultur / Co-Kultur von Maus-Eierstockgewebe, mit Eierstöcke von neugeborenen Mäusen und individuelle Eibläschen von präpubertären Mäusen. Die Kulturtechniken unterstützt Entwicklung in einer hoch physiologischer Weise ermöglicht Untersuchung der Wirkung von äußeren Mitteln an den Eierstöcken und der Wechselwirkungen zwischen Follikeln.
Die Säugereierstocks der Follikel, die jeweils Follikel bestehend aus einer einzelnen Eizelle durch somatische Granulosazellen umgeben, zusammen innerhalb eines Basalmembran umschlossen. Eine endliche Pool der Follikel wird während der Embryonalentwicklung, bei der Eizellen in Meiosehemmung bilden eine enge Verbindung mit abgeflachten Granulosazellen und bildet Primordialfollikel gelegt. Mit oder kurz nach der Geburt, enthalten Säugetier die Eierstöcke ihre lebenslange Versorgung mit Primordialfollikel, von dem Zeitpunkt an gibt es einen stetigen Freisetzung von Follikel in den wachsenden follikulären Pool.
Der Eierstock ist besonders geeignet, um die Entwicklung in vitro, mit Follikel wächst in einem sehr physiologische Art und Weise in der Kultur. Diese Arbeit beschreibt die Kultur ganzer neonatalen Ovarien enthaltenden Primordialfollikeln und die Kultur einzelner Ovarialfollikel, ein Verfahren, das die Entwicklung der Follikel aus einem unreifen bis zur preovu unterstützen kannRegelungsstufe, nach dem ihre Eizellen in der Lage, die Befruchtung in vitro unterzogen werden. Die hier vorgestellte Arbeit nutzt Kultursystemen zu bestimmen, wie die Eierstöcke durch Exposition gegenüber externen Verbindungen betroffen. Wir beschreiben auch ein Co-Kultursystem, die Untersuchung der Wechselwirkungen, die zwischen den reifenden Follikel und der nicht-wachsenden Pool von Primordialfollikeln auftreten können.
Die Säugetier-Eierstock der lebenslange Versorgung mit Eizellen einer Frau, die jeweils in einem Ovarialfollikel enthalten zusammen. Die Follikel sind vor der Geburt auf dem Rast gebildet, Ur-Phase: sobald die Follikel-Pool aufgebaut ist, gibt es einen kontinuierlichen und schrittweisen Bewegung der Follikel aus dem Ur in den wachsenden Follikel Pool. Da Follikel beginnen zu wachsen, entwickeln sie sich durch die primäre, sekundäre, präantralen und antralen Stufen, bis sie die präovulatorischen oder Graaf, Stadium zu erreichen. Nur Oozyten aus Follikeln präovulatorischen haben die volle Entwicklungskompetenz, in der Lage, die embryonale Entwicklung zu tige Unterstützung, wenn befruchtet.
Der Eierstock ist seit langem bekannt, um in einer hoch physiologischer Weise in vitro zu entwickeln. Dies dürfte darauf zurückzuführen sein, jedes Ovarialfollikel die erforderlich sind, um eine Eizelle aus dem unreifen Stadium (an welcher Stelle es nicht in der Lage, seine Reifeteilung abgeschlossen ist) bis hin zu T-Zellen unterstützt, die in ihmer entwicklungs zuständigen Stufe (an welcher Stelle es voll unterstützen die Beendigung der Meiose, die Befruchtung und die Entwicklung der resultierenden Embryo tige).
Die physiologische Natur des Eierstocks Entwicklung in vitro hat die breite Verwendung von Eierstock Kulturtechniken geführt. Folglich wird in-vitro-Verfahren sind verwendet worden, um die Regulation der Entwicklung Ovar, Eierstock- Pathologie (zum Beispiel, dass der polyzystischen Ovarien, PCOS), zu prüfen, wie die Eierstöcke / Oozyten durch Chemikalien beeinflusst, und auch mit dem konkreten Ziel untersuchen Erhalt befruchtungs Eizellen aus primordialen Follikeln. Bisher hat die letztere erreicht nur mit Maus Ovarialgewebe 1, obwohl Kulturtechniken unter Verwendung von großen Follikeln Säugetieren, einschließlich Menschen, haben sich in den letzten Jahren 2,3 verbessert.
Wir beschreiben hier verschiedene Kulturmethoden mit der Maus Eierstockgewebe. Die erste method verwendet Ganz neonatalen Mauseierstöcken, und unterstützt die Bildung und die frühe Entwicklung der Primordialfollikel 4. Das zweite System unterstützt das Wachstum von einzelnen, intakten Follikeln vom späten präantralen zum preovulatory Stufe; mit dieser Technik können Follikel einzeln paar 5,6 kultiviert werden, oder. Schließlich beschreiben wir eine Co-Kultursystem, die Kombination der ersten beiden Techniken in einer Methode, die Untersuchung der Wechselwirkung zwischen wachsenden und primordialen Eierstockfollikeln 7 erlaubt.
Kultur einzelner intakt Eibläschen ermöglicht Follikelwachstum, um der täglichen Follikel Messungen während der Kulturzeit bestimmt werden, während die Mittelanalyse ermöglicht Untersuchung der Follikel / Eierstock Hormonproduktion. Weitere Tissue Analysen können durch eine Sammlung von Follikel oder Eierstockgewebe am Ende der Kultur erreicht werden kann, für die histologische / immunhistologische Analysen oder für die Weiterverarbeitung beispielsweise zu erhalten,mRNA oder Proteinen.
Wir beschreiben hier verschiedene Kultursysteme, die genutzt werden, um die Entwicklung der Maus Eibläschen in vitro zu unterstützen, unter Verwendung von Voll Neugeborenen Eierstöcke nur die frühesten Follikelstadien, individuelle präantralen Eibläschen und auch Co-Kulturen der beiden Gewebe enthalten werden.
Kultur der Neugeborenen Maus Eierstöcke unterstützt frühen Eierstockentwicklung, insbesondere Follikelwachstum Initiierung bis zur sekundären Follikel Bühne. Ein Bereich von Alter von neugeborenen Mäusen können für diese Kulturen verwendet werden, je nach den Entwicklungsstadien von Interesse. Wenn die Eierstöcke von neugeborenen Mäusen erhalten wird Follikelbildung sein im Gange, aber noch nicht abgeschlossen: Kultur wird fort Follikelbildung gefolgt von Follikelwachstum zumindest teilweise zu unterstützen. Alternativ (zu welcher Zeit Follikel Bildung ist bereits) Verwendung von Ovarien von Mäusen etwa vier bis fünf Tage alten Kultur der Ergebnisse in einer größeren Anzahl von ursprünglichen und wachsende follikel 12. Vorteilhafte Aspekte der hier beschriebenen speziellen Verfahren umfassen die Verwendung von schwimmenden Polycarbonatmembranen, die größer ist die Sauerstoffversorgung des Gewebes, und die Kultur in einem sehr basischen Medium, das nur aus & agr; MEM und BSA zu ermöglichen, wobei die Verwendung von nicht definierten Zusatzstoffen wie Serum. Kultur ganzer Ovarien scheint nicht unterstützt Entwicklung jenseits der sekundären Follikel Stufe mit anschließender Entwicklung eine Änderung der Technik, wie beispielsweise die Zerlegung von Follikel-Granulosazellen Komplexe aus der kultivierten neonatalen Ovar 1 erfordern.
Späteren Stadien der Follikel-Entwicklung in vitro durch Sezieren individuelle, intakte Ende vorge Antralfollikel, der präovulatorischen Phase Kultur unter Beibehaltung ihrer dreidimensionalen Struktur gezüchtet werden können entwickelt werden. Die Verwendung von intakten Follikel für diese Kulturtechnik hält die Beziehung zwischen den verschiedenen Komponenten, wie follikuläre in vivo auftritt. This Kultursystem kann verwendet werden, um Eizellen, die Befruchtung und die anschließende Entwicklung des Embryos unterstützen kann erhalten werden.
Befruchtungs Oocyten können aus Maus neonatalen Ovarien Verwendung einer anfänglichen Kulturprotokoll viel wie hier beschrieben, gefolgt von einer zweiten Stufe, während der Oozyten-Granulosazellen Komplexe in vitro 1 gezüchtet, erhalten werden. Andere Systeme ziemlich heute häufig verwendet werden, umfassen Kultur Follikel oder Eierstockgewebe, das in einem Material, wie Alginat Hydrogels eingekapselt wurde, zu unterstützen (siehe beispielsweise Tagler et al. 13). Das Schwergewicht der Verfahrensentwicklung ist es nun, Kulturtechniken für die Eierstöcke und die Follikel größeren Säugetieren zu verbessern, mit dem langfristigen Ziel der Gewinnung befruchtungs Oozyten von Primordialfollikeln aus einer Reihe von Spezies, einschließlich Menschen.
Zu einem beliebigen Zeitpunkt, Säugereierstöcke enthalten Follikel in einer Reihe von Entwicklungsstadien, mit Zusans zwischen Follikel beeinflussen deren Regulation. Dieser Aspekt der Funktion der Eierstöcke ist wenig bekannt und schwer zu in vivo zu untersuchen. Die hier beschriebene endgültige Methode verwendet Co-Kultur-Systeme, um die Entwicklung von verschiedenen Stadien der Follikel in vitro zu unterstützen. Bei Bedarf können eine oder beide Gewebe können in vivo oder in vitro vor der Co-Kultur vorbehandelt werden. Co-Kultur-Systeme, wie dies eine ideale Weise, in der Follikel-Follikel-Wechselwirkungen zu untersuchen, zum Beispiel, wie wächst Antralfollikeln beeinflussen Primordialfollikel Becken, Aspekte ovarian Biologie, die schwierig erwiesen haben bis jetzt untersucht.
Ganze Eierstock Kulturtechniken sind relativ einfach, auch wenn sorgfältig seziert und wird benötigt, um ein versehentliches Gewebeschäden zu vermeiden. Dissektion der einzelnen Follikel ist eine spezialisierte Technik und erfordert wiederholte Praxis vor Follikel an der richtigen Stufe kann aus dem Eierstock intakt und unbeschädigt seziert werden. Es ist kritischsorgfältig sezieren einzelne Follikel oder Schäden während der Präparation Protokoll aufrechterhalten können in Follikel-Tod während der anschließenden Kulturzeitraums führen. Wo Follikel werden direkt in die Vertiefung der Mikrotiterplatten ist es wichtig, nur nicht-Gewebekultur-behandelten Kunststoffe, zu minimieren Plattieren unten von Thekazellen auf die Kunststoff: bei der Gewebekultur behandelten Kunststoffprodukte verwendet wird, wird die Follikel zum Befestigen Boden der Vertiefung und Bruch, wie sie wachsen. Für alle Co-Kulturarbeit muss das Gewebe direkt in Kontakt miteinander gebracht werden.
Die vorstehend zur Verwendung in der Follikel Kulturtechnik detailliert Medium enthält den Zusatz von Mausserum. Es ist möglich, die Maus-Serum mit fetalem Rinderserum ersetzt, sondern nur gelegentlich Chargen solcher Seren voll unterstützen Follikelentwicklung zu der präovulatorischen Phase mit Chargenprüfung erforderlich, um geeignete Quellen zu identifizieren. Batch-Prüfung von FSH ist auch ratsam, die Internationale Units, mit dem FSH Korrelat Follikelwachstum in vitro untersucht nur grob. Wenn Follikelrupturen routinemäßig während des Kulturzeitraums auftritt, sollten Sie sie ersetzen Lager Ascorbinsäure mit einer frischen Charge.
Die Techniken erfordern nicht besonders spezialisierte Ausrüstung außer Sezieren Mikroskope und Gewebekultur-Inkubatoren, obwohl die Verwendung einer Steril und guter steriler Technik ermöglichen die Eibläschen, in Abwesenheit von Antibiotika als in den hier beschriebenen Verfahren kultiviert werden. Dies kann hilfreich sein, um jede mögliche nachteilige Wirkung von Antibiotika auf den Oozyten zu vermeiden, insbesondere wenn sie folgende Kultur befruchtet werden. Wo es nicht möglich ist, in einer sterilen Umgebung zu arbeiten, ist es ratsam, Antibiotika zur Präparation und Kulturmedien hinzuzufügen.
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 |