Immunofluorescence הר שלמה, זקיק כימות של השחלות תרבותי. העכבר
Summary
כאן, אנו מציגים פרוטוקול לכמת זקיקי השחלה בתרבית של עכברים צעירים ללא חלוקתה טורי. שימוש immunofluorescence כל איבר ורקמה ניקוי, חלוקתה הפיזי מוחלף עם חלוקתה אופטי. שיטה זו של הכנת הדוגמא והדמיה שומר על תקינות האיברים ואסטמה ומקילה על כימות אוטומטיות של תאים ספציפיים.
Abstract
המחקר בתחום הביולוגיה הרבייה יונקים כרוך לעתים קרובות הערכת הבריאות הכללית של השחלות, האשכים. באופן ספציפי, אצל נקבות, כושר השחלות הוא לעיתים קרובות לאומדן להמחיש וכימות זקיקים ו- oocytes. מכיוון השחלה רקמות תלת מימדי אטום, הגישות המסורתיות דורשים בעמל רב חותך את הרקמה למקטעים טורי רבות כדי להמחיש תאים לאורך האיבר כולו. יתר על כן, מכיוון כימות בשיטה זו בדרך כלל כרוכה מניה רק ערכת משנה של המקטעים מופרדים על-ידי הקוטר המשוער של oocyte, זה נוטה דיוקים. כאן, פרוטוקול המתואר במקום מנצל כל האיבר רקמות סליקה ו- immunofluorescence מכתים של השחלות העכבר כדי להמחיש זקיקים ו- oocytes. לעומת גישות מסורתיות יותר, פרוטוקול זה יש יתרון להמחשת תאים בתוך השחלה מסיבות רבות: 1) השחלה נשאר שלם במהלך הכנת הדוגמא ועיבוד; 2) שחלות קטן, אשר קשה למקטע, תוכל להיבדק בקלות; 3) כמת סלולריים מושגת בקלות רבה יותר ובאופן מדויק; . ו-4) כל האיבר עם תמונה.
Introduction
ללימוד הרכב הסלולר ואת תכונות מורפולוגיות של השחלות יונקים, מדענים לעיתים קרובות לסמוך על ויוו ניסויים ואחריו immunohistological מכתים פרפין מוטבע השחלות. נוסף לאחרונה אף, השחלה כל איבר תרבות הוכיחה להיות חלופה יעילה ללמוד תפקוד השחלות1,2,3,4 , כי הטכניקה יכולה להיות בשילוב עם כאחראית ו כימות כלים. באופן מסורתי, ניתוח של מורפולוגיה השחלות תלוי בשחזור אדריכלות השחלות תלת מימדי ממקטעים טורי פרפין מוטבע, אבל, בנוסף להיותו מפרך, זמן רב, באופן סדרתי חלוקתה פרפין מוטבע רקמות לא ערובה שחזור נכונה של האיבר, סעיפים לעיתים קרובות אבדו או הורה בזיהוי שגיאות בתהליך.
בנוסף האתגרים הטכניים הקשורים עם חלוקתה טורי, ישנם גם וריאציות של השיטות בשימוש שגרתי לכמת זקיק מספרים לאדם שחלה5,6. ההשתנות מתודולוגי בשימוש כיום פוגע מטא אנליזה של השחלות מילואים לאורך הלימודים5,7. לדוגמה, זקיק מספרים מתוך מאמרי מחקר שונים יכול להשתנות על ידי 10-fold או יותר בין הגילאים התפתחותית דומה בתוך זן ספציפי6. אלה הבדלים גדולים כימות שדווחה זקיק יכול להוביל לבלבול, יש הפריע קרוס-לימוד השוואות. השפעול, גישות מסורתיות זקיק כימות ממקטעים טורי מבוצעות על ידי ספירת זקיקים של מספר סעיפים מוגדרים מראש (למשל, החלטה, העשירי, או מקטע אחר). השתנות בתוך זקיק ספירות באמצעות גישה זו מתעוררת לא רק בשל את תקופתיות ב אילו מקטעים נספרים אלא גם וריאציות עובי סעיף ב, ניסיון טכני ביצירת המקטעים טורי5,6. בנוסף ההשתנות שלו, חיסרון נוסף של רקמה מסורתית חלוקתה היא כי חלוקתה של השחלות קטן מבעלי חיים צעירים הוא מאתגר במיוחד, תלויים במידה רבה רקמות התמצאות8.
פרוטוקול שלהלן מתאר את טכניקת תרבות1 שחלה בשימוש שגרתי אך הוא משפר באופן משמעותי על כימות זקיק מסורתי על ידי החלפת חלוקתה פיזי ברקמות ניקוי ואת חלוקתה אופטי באמצעות מיקרוסקופיה קונפוקלית8 ,9. ניקוי באמצעות רקמות טבילה (ללא צורך זלוף טראנס או אלקטרופורזה) ב שתנן בסורביטול מבוססות פתרון (למשל, ScaleS(0)10) הוכיח תואם immunostaining ואת המותר עבור הפחתת ניקוי זמן מבלי להתפשר על עומק הדמיה. שיטות אחרות (למשל, ScaleA28,10, SeeDB11, ClearT12ו- ClearT212) הם גם יותר זמן רב או אל תאפשר מעמיק רזולוציה אופטית של המדגם. חלוקתה אופטי הוא יתרון, כי זה פחות עמל רב ומתחזק של האיבר ארכיטקטורה תלת מימדי7,8. יתרון נוסף של גישה זו היא הכנת הדגימות לא דורשת ריאגנטים יקר כדי לנקות את הרקמה והוא יכול להתבצע בקלות יחסית.
באופן ספציפי, הפרוטוקול המתואר מוטבה עבור העכבר בתרבית השחלות ביום כמחנכת חמש, אבל התנהל על השחלות החל כמחנכת יום 0 – 10. השיטה עושה שימוש במערכת התרבות שחלה בו הרקמה באופן טבעי מייחסת הקרום שעליו זה הוא תרבותי, הקלת איברים טיפול ומניפולציה. מערכת התרבות תיאר יכול לשמש כדי לשמור על השחלות explanted עד 10 ימים, כדי להעריך כמה תנאים ניסיוני עלולים להפריע oocyte הישרדות13. ההליך כימות המתואר מתבצע באמצעות התמונה מסחרי עיבוד החבילה פיג’י-ImageJ14 , יכול להתבצע על רוב המחשבים האישיים. יתר על כן, התמונות המשמשות על כימות יהיה זמין נרחב עבור הקהילה המדעית, ובכך מאפשר עבור העתיד מטא אנליזה.
Protocol
Representative Results
Discussion
המחקר של רבייה יונקים דורש שימוש וכימות תאים מיוחדים נתונות לא שגרתי תרבית תאים. עם זאת, שמחוץ תרבות מערכות יעילים בשמירה השחלה ואת זקיק הכדאיות1,15. במהלך תרבות השחלה, הרקמה דורש שטח פנים גדול יותר עבור חילופי חומרים מזינים באמצעות דיפוזיה. לכן, העכבר 5 – …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
אנו מודים רבקה ויליאמס ו ג’ואנה דלה קרוס של הדמיה קורנל BRC ו אנדרו Recknagel על ההערות המועילות וסיוע טכני. עבודה זו נתמכה על המכונים הלאומיים לבריאות גרנט S10-OD018516 (כדי מתקן הדמיה של קורנל), T32HD057854 כדי J.C.B., R01-GM45415 כדי J.C.S.
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 |
Referências
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Tilly, J. L. Ovarian follicle counts – not as simple as 1, 2, 3. Reproductive Biology and Endocrinology. 1, 11 (2003).
- 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).
- Skodras, A., Marcelli, G. Computer-Generated Ovaries to Assist Follicle Counting Experiments. PLOS ONE. 10 (3), e0120242 (2015).
- 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).
- Feng, Y., et al. CLARITY reveals dynamics of ovarian follicular architecture and vasculature in three-dimensions. Scientific Reports. 7, (2017).
- Hama, H., et al. ScaleS: an optical clearing palette for biological imaging. Nature Neuroscience. 18 (10), 1518-1529 (2015).
- 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).
- 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).
- 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. Genética. , (2017).
- Schindelin, J., et al. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nature Methods. 9 (7), 676-682 (2012).
- Obata, Y., Kono, T., Hatada, I. Oogenesis: Maturation of mouse fetal germ cells in vitro. Nature. 418 (6897), 497 (2002).
- Faire, M., et al. Follicle dynamics and global organization in the intact mouse ovary. Biologia do Desenvolvimento. 403 (1), 69-79 (2015).
- Byrne, C., Hardman, M. J. Whole-Mount Assays for Gene Induction and Barrier Formation in the Developing Epidermis. Epidermal Cells. , 127-136 (2005).
- 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).
- Laronda, M. M., et al. A bioprosthetic ovary created using 3D printed microporous scaffolds restores ovarian function in sterilized mice. Nature Communications. 8, (2017).
