Dit protocol beschrijft de primaire cultuur / co-cultuur van de muis eierstokweefsel, met behulp van de eierstokken van pasgeboren muizen en individuele ovariële follikels van prepuberale muizen. De kweektechnieken ondersteunen In een sterk fysiologische wijze, waardoor onderzoek naar het effect van extrinsieke middelen op de eierstok en interacties tussen ovariële follikels.
De zoogdierlijke ovarium bestaat ovariële follikels elke follikel bestaan uit één eicel omgeven door somatische granulosacellen, samen omsloten door een basale membraan. Een eindige pool van follikels wordt tijdens de embryonale ontwikkeling, wanneer eicellen in meiotische arrestatie vormen een nauwe samenwerking met afgeplatte granulosacellen, de vorming van primordiale follikels vastgelegd. Bij of kort na de geboorte, zoogdieren eierstokken bevatten levering van primordiale follikels hun leven, vanuit welk punt verder is er een geleidelijke afgifte van follikels in de groeiende folliculaire zwembad.
De eierstok is bijzonder vatbaar voor ontwikkeling in vitro, met follikels groeien in een zeer fysiologische wijze cultuur. Het beschrijft de kweek van gehele neonatale eierstokken die primordiale follikels en de cultuur van individuele ovariële follikels, een werkwijze die de ontwikkeling van follikels van een onvolwassen kan ondersteunen door de preovugevende stadium, waarna de eicellen kunnen bevruchting ondergaan in vitro. Het werk geschetste gebruikt kweeksystemen te bepalen hoe de eierstok wordt beïnvloed door blootstelling aan externe verbindingen. We beschrijven ook een co-kweeksysteem dat onderzoek de interacties die optreden tussen de follikels en de niet-groeiende pool van primordiale follikels maakt.
De zoogdieren eierstok is samengesteld uit levenslange voorraad van eicellen van een vrouw, elk geborgen in een follikel. De follikels zijn gevormd voor de geboorte bij de rust, primordiale stadium: zodra het follikel pool is vastgesteld, is er een voortdurende en geleidelijke beweging van follikels van de oorspronkelijke in de groeiende follikel zwembad. Omdat follikels beginnen te groeien, ontwikkelen zij door de primaire, secundaire, preantral en dan antral stadia, totdat ze de preovulatory of Graafse, stadium te bereiken. Alleen eicellen uit preovulatoire follikels hebben volledige ontwikkelingsstoornissen, in staat om de embryonale ontwikkeling te ondersteunen om termijn, indien bevrucht.
Het ovarium is al lang bekend ontwikkelen op een zeer fysiologische wijze in vitro. Dit is waarschijnlijk toe te schrijven aan elke follikel met daarin de cellen nodig om een oöcyt van onrijpe (op welk punt het in staat is de meiotische deling voltooid) tot t ondersteunenHij ontwikkelingsgebied competent fase (op welk punt kan volledig achter de voltooiing van meiose, bevruchting en de ontwikkeling van de resulterende embryo voldragen).
De fysiologische aard van eierstok ontwikkeling in vitro heeft geleid tot het uitgebreide gebruik van ovariumcultuur technieken. Bijgevolg hebben in vitro methoden zijn gebruikt om de regulering van de eierstok ontwikkeling, ovariële pathologie (bijvoorbeeld die van polycysteus ovarium syndroom, PCOS), nagaan hoe de eierstokken / eicellen worden beïnvloed door blootstelling aan chemische stoffen, en ook met de praktische doel van onderzoeken verkrijgen fertilizable eicellen uit primordiale follikels in de eierstokken. Tot op heden is deze alleen bereikt middels muis eierstokweefsel 1, hoewel kweektechnieken met follikels van grote zoogdieren, waaronder mensen, zijn sterk verbeterd in de afgelopen jaren 2,3.
We beschrijven hier meerdere cultuur methoden met behulp van de muis eierstokweefsel. De eerste method maakt gebruik van hele neonatale muis eierstokken, en ondersteunt de vorming en de vroege ontwikkeling van primordiale follikels 4. Het tweede systeem ondersteunt de groei van het individu, intacte ovariële follikels uit de late preantral naar de pre-ovulatoire fase; Met deze techniek kan follikels afzonderlijk gekweekt of in paren 5,6. Tenslotte beschrijven we een co-kweeksysteem, de eerste twee technieken combineren een methode die onderzoek naar de interactie tussen groeiende en primordiale ovariële follikels 7 toelaat.
Cultuur van individuele intacte ovariële follikels laat follikel groei te bepalen uit de dagelijkse follikel metingen tijdens de kweekperiode, terwijl het medium analyse laat onderzoek van follikel / eierstok hormoonproductie. Verdere analyses weefsel kan worden bereikt door een verzameling van follikels of eierstokweefsel eind cultuur histologische / immunohistologische analyse of voor verdere verwerking bijvoorbeeld verkrijgenmRNA of eiwitten.
We beschrijven hier verschillende kweeksystemen die kunnen worden gebruikt om de ontwikkeling van de muis ovariële follikels ondersteunt in vitro, met hele neonatale eierstokken met alleen de vroegste stadia follikel, individuele preantral ovariële follikels en ook co-culturen van de twee weefsels.
Cultuur van neonatale muis eierstokken ondersteunt vroege ovariële ontwikkeling, met name de follikelgroei initiatie tot de secundaire follikel podium. Een spreiding in leeftijd van neonatale muizen kunnen worden gebruikt om deze kweken, afhankelijk van de ontwikkelingsstadia van belang. Als eierstokken worden verkregen van pasgeboren muizen, zal follikel vorming aan de gang, maar nog niet compleet zijn: cultuur zal ten minste gedeeltelijk te ondersteunen verdere follikel vorming gevolgd door follikel groei. Alternatief gebruik van eierstokken van muizen ongeveer vier tot vijf dagen oud (tegen die tijd follikel vorming reeds voltooid) resulteert in kweek van een groter aantal primordiale en groeiende Follikelen 12. Gunstige aspecten van de specifieke techniek beschreven onder gebruik van drijvende polycarbonaat membranen, die een grotere zuurstofvoorziening van het weefsel en cultuur toe in een basisch medium bestaande uit slechts aMEM en BSA, vermijden van het gebruik van ongedefinieerde additieven zoals serum. Culture of geheel eierstokken lijkt geen ondersteuning ontwikkeling dan de secundaire follikel stadium latere ontwikkeling van de verandering in techniek, zoals de ontleding van follikel-granulosacellen complexen uit de gekweekte neonatale eierstok 1.
Latere stadia van de follikelontwikkeling kan in vitro worden ontwikkeld door ontleden uit afzonderlijke, intacte late pre-antrale follikels, die kunnen worden gekweekt tot het preovulatoire stadium cultuur behoud van de driedimensionale structuur. Het gebruik van intacte follikels van deze cultuur techniek blijft de verhouding tussen de verschillende folliculaire componenten in vivo optreedt. This kweeksysteem kan worden gebruikt om eicellen bevruchting en latere embryo-ontwikkeling kan ondersteunen verkrijgen.
Fertilizable eicellen kunnen ook worden verkregen uit muizen neonatale eierstokken met een initiële cultuurprotocol veel beschreven, gevolgd door een tweede fase waarin oöcyt-complexen granulosa cellen gekweekt in vitro 1. Andere systemen vrij vaak omvatten vandaag cultuur van follikels of eierstokweefsel die is ingekapseld in een materiaal zoals alginaat hydrogel te ondersteunen (zie bijvoorbeeld Tagler et al. 13). Veel van de focus van methode ontwikkeling nu kweektechnieken voor de eierstokken en follikels van grotere zoogdieren te verbeteren, met als doel het verkrijgen fertilisable oöcyten van primordiale follikels uit een aantal soorten, waaronder mensen langdurig.
Op een bepaald moment, zoogdieren eierstokken bevatten follikels bij een bereik van ontwikkelingsstadia, met interactions tussen follikels die hun regelgeving. Dit aspect van ovariële functie wordt slecht begrepen en moeilijk te onderzoeken in vivo. De laatste methode beschreven maakt gelijktijdige kweeksystemen ontwikkeling van verschillende stadia van follikels in vitro ondersteunen. Indien nodig, een of beide weefsels worden voorbehandeld in vivo of in vitro voor co-cultuur. Co-kweeksystemen zoals dit een ideale manier om follikel follikel-interacties te onderzoeken, bijvoorbeeld hoe groeien, antrale follikels beïnvloeden het primordiale follikel pool, aspecten ovariële biologie die moeilijk gebleken te onderzoeken tot nu.
Hele eierstok cultuur technieken zijn vrij eenvoudig, maar een zorgvuldige dissectie is nodig om onbedoelde weefselschade te voorkomen. Dissectie van de individuele follikels is een gespecialiseerde techniek, waarbij herhaalde praktijk voordat follikels op het juiste stadium kan worden ontleed uit de eierstok intact en onbeschadigd. Het is cruciaalte ontleden individuele follikels zorgvuldig, of schade opgelopen tijdens de dissectie protocol kan resulteren in een follikel dood tijdens de daaropvolgende kweekperiode. Wanneer follikels direct in het putje van microtiterplaten geplaatst, is het belangrijk om alleen niet-weefselkweek behandelde plastic gebruiken om laag af van thecale cellen op het kunststof te minimaliseren: als weefselkweek behandelde plasticware wordt gebruikt, zal de follikels hechten aan de bodem van de put en scheuren als ze groeien. Voor alle co-cultuur, dienen de weefsels direct contact met elkaar worden geplaatst.
Het medium hierboven beschreven voor gebruik in de follikel kweektechniek omvat de toevoeging van muizenserum. Het is mogelijk om het muizenserum met foetaal runderserum vervangen, maar slechts incidenteel partijen van deze sera volledig ondersteunen follikelontwikkeling het pre-ovulatoire fase ladingsgewijs testen moeten geschikte bronnen te identificeren. Batch-testen van FSH is ook aan te raden, omdat de internationale Units door die FSH wordt beoordeeld correlaat alleen grof tot follikelgroei in vitro. Als follikel ruptuur routinematig optreedt tijdens de kweekperiode, overwegen ter vervanging voorraad ascorbinezuur met een verse partij.
De technieken niet bijzonder gespecialiseerde apparatuur dan ontleden microscopen en weefselkweek incubators nodig, hoewel gebruik van een laminaire stroming kap en goede steriele techniek kan de ovariële follikels worden gekweekt in afwezigheid van antibiotica, zoals in de hier beschreven werkwijzen. Dit kan nuttig zijn, om eventuele schadelijke effect van antibiotica op de oöcyten te voorkomen, vooral wanneer ze worden bevrucht na kweek. Wanneer het niet mogelijk is te werken in een steriele omgeving, is het raadzaam om antibiotica aan de dissectie en cultuurmedia.
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 |