פרוטוקול זה מתאר את התרבות העיקרית / שיתוף התרבות של רקמת השחלה עכבר, באמצעות השחלות מעכברים בילוד וזקיקים בשחלות בודדות מעכברים לפני גיל בגרות מיניים. טכניקות התרבות לתמוך בפיתוח באופן פיסיולוגי מאוד, המאפשר חקירה של ההשפעה של סוכנים חיצוניים בשחלה, ושל יחסי גומלין בין זקיקים בשחלות.
השחלה היונקים מורכבת של זקיקים בשחלות, כל זקיק המורכב מביצית אחת מוקפת בתאים סומטיים granulosa, מצורף יחד בתוך קרום במרתף. בריכה סופית של זקיקים הוא הניחה במהלך התפתחות עוברית, כאשר ביציות במעצר meiotic ליצור קשר קרוב עם תאי granulosa שטוחים, ויצרו זקיקים בראשיתי. על ידי או זמן קצר לאחר לידה, השחלות יונקים מכילות אספקה של חייהם של זקיקים בראשיתי, שממנו נקודה זו ואילך יש שחרור קבוע של זקיקים לתוך בריכת הזקיקים גדלה.
השחלה היא נוחה במיוחד להתפתחות במבחנה, עם זקיקים גדלו באופן פיסיולוגי מאוד בתרבות. עבודה זו מתארת את התרבות של השחלות בילוד כל המכילות זקיקים בראשיתי, והתרבות של זקיקים בשחלות בודדים, שיטה שיכול לתמוך בפיתוח של זקיקים מבוגרים ועד לpreovuשלב latory, לאחר שהביציות שלהם מסוגל לעבור הפריה חוץ גופית. העבודה המתוארת כאן משתמשת במערכות תרבות כדי לקבוע כיצד השחלה מושפעת מחשיפה לתרכובות חיצוניות. גם אנו מתארים מערכת שיתוף תרבות, המאפשרת חקירה של האינטראקציות המתרחשות בין זקיקים גדלו והבריכה שאינו הצומחת של זקיקים בראשיתי.
השחלה היונקים מורכבת מהאספקה של נקבת חיים של ביציות, כל כלול בתוך זקיק בשחלה. הזקיקים נוצרים לפני הלידה במנוחה, שלב ראשוני: פעם אחת בריכת הזקיק הוקמה, יש תנועה מתמדת והדרגתית של זקיקים מהקדמוניים לתוך בריכת הזקיק גדלה. כאשר זקיקים מתחילים לגדול, הם מפתחים בשלבים הראשוניים, שניוניים, preantral ולאחר מכן Antral, עד שהם מגיעים preovulatory, או Graafian, שלב. יש רק ביציות מזקיקי preovulatory יכולת התפתחותית מלאה, מסוגל לתמוך בהתפתחות עוברית לטווח, אם מופרה.
השחלה כבר זמן רב ידוע לפתח באופן פיסיולוגי מאוד במבחנה. זה עשוי להיות בגלל כל זקיק בשחלה המכיל בתוכו את התאים דרושים כדי לתמוך בביצית מהבמה בשלה (ובשלב זה הוא לא הצליח להשלים את חלוקת meiotic) ועד לtהוא שלב בחינה התפתחותית מוסמך (ובשלב זה יכול לתמוך בהשלמת מיוזה, הפריה וההתפתחות של עובר וכתוצאה מכך לטווח מלא).
הטבע הפיזיולוגי של התפתחות השחלה במבחנה הוביל לשימוש הנרחב בטכניקות תרבות השחלה. כתוצאה מכך, במבחנה השיטות נעשו שימוש כדי לחקור הרגולציה של פיתוח השחלה, פתולוגיה השחלות (למשל זה של תסמונת שחלות פוליציסטיות, PCOS), בדיקה של כמה השחלות / ביציות מושפעות מחשיפה לכימיקלים, וגם במטרה המעשית של קבלת ביציות fertilizable מזקיקים בשחלות בראשיתי. עד כה, האחרון הושג רק באמצעות רקמת השחלה עכבר 1, למרות שטכניקות תרבות באמצעות זקיקים מיונקים גדולים, כולל בני אדם, השתפרו מאוד בשנים האחרונות 2,3.
אנו מתארים כאן כמה שיטות תרבות באמצעות רקמת השחלה עכבר. Metho הראשוןד משתמש השחלות עכבר בילוד כל, ותומך בהיווצרות וההתפתחות המוקדמת של זקיקים בראשיתי 4. מערכת השנייה תומכת בצמיחה של זקיקים בודדים, ללא פגע משחלות preantral מאוחר לבמה preovulatory; שימוש בטכניקה זו, יכול להיות מתורבת זקיקים בנפרד, או בזוגות 5,6. לבסוף, אנו מתארים מערכת שיתוף תרבות, המשלבים את שתי הטכניקות הראשונות בשיטה המאפשרת חקירה של האינטראקציות בין גובר וזקיקים בשחלות קדמוניים 7.
תרבות של זקיקים בשחלות בשלמות פרט מאפשרת צמיחת זקיק שתיקבע ממדידות זקיק יומיות בתקופת התרבות, תוך ניתוח בינוני מאפשר חקירה של זקיק / ייצור הורמון השחלה. ניתן להשיג ניתוחי רקמות נוספים על ידי אוסף של זקיקים או רקמת השחלה בסוף התרבות, לניתוחי immunohistological / היסטולוגית או לעיבוד שלאחר מכן למשל להשיגmRNA או חלבונים.
אנו מתארים כאן מערכות תרבות שונות שיכול להיות מנוצלת כדי לתמוך בפיתוח של זקיקים בשחלות עכבר במבחנה, באמצעות השחלות יילודים כל המכילות רק את השלבים הראשונים זקיק, זקיקים בשחלות preantral פרט וגם שיתוף תרבויות של שתי רקמות.
תרבות של השחלות עכבר בילוד תומכת בפיתוח שחלות בשלב מוקדם, ייזום צמיחה במיוחד זקיק עד שלב הזקיק המשני. טווח גילים של עכברים בילוד יכול לשמש לתרבויות אלה, בהתאם לשלבי ההתפתחות של עניין. אם השחלות מתקבלות מעכברים שזה עתה נולד, היווצרות זקיק תהיה בעיצומו, אך עדיין לא שלם: התרבות לפחות באופן חלקי תתמוך היווצרות זקיק המשך אחרי צמיחת זקיק. לחלופין, שימוש בשחלות מעכברים סביב ימים ארבעה עד חמש של גיל (שבו היווצרות זקיק הזמן היא מלאים כבר) תוצאות בתרבות של מספר רב יותר של Folli הקדמוני וגדלcles 12. היבטים חיוביים של הטכניקה הספציפית המתוארת כאן כוללים שימוש בממברנות פוליקרבונט צפים, המאפשרות חמצון גדול יותר של הרקמה, ותרבות במדיום מאוד בסיסי ובו רק αMEM וBSA, הימנעות משימוש בתוספים לא מוגדרים כגון סרום. תרבות של כל השחלות לא נראית לתמוך בהתפתחות מעבר לשלב הזקיק המשני, עם התפתחות מאוחרת יותר הדורשת שינוי בטכניקה, כגון הנתיחה של מתחמי תא הזקיק-granulosa מהשחלה בילוד התרבותית 1.
בשלבים מאוחר יותר של התפתחות זקיק ניתן לפתח במבחנה על ידי לנתח את פרט, זקיקים מראש Antral מאוחר שלמים, שניתן לגדל בשלב preovulatory בתרבות, תוך שמירה על המבנה התל-ממדי שלהם. השימוש בזקיקים שלמים לטכניקת תרבות זו שומר על מערכת היחסים בין המרכיבים השונים זקיקים כפי שמתרחש בגוף חי. תימערכת התרבות שלהם ניתן להשתמש כדי להשיג ביציות שיכולות לתמוך הפריה והתפתחות עובר שלאחר מכן.
ניתן גם להשיג ביציות Fertilizable משחלות בילוד עכבר באמצעות פרוטוקול ראשוני תרבות הרבה כפי שתואר כאן, ואחריו שלב שני שבמהלכו מתחמי תא הביצית-granulosa גדלים במבחנה 1. מערכות אחרות המשמשות לעתים קרובות למדי היום כוללות תרבות של זקיקים או רקמה שחלה שכבר הגלום בחומר כגון הידרוג'ל אלגינט, כדי לספק תמיכה (ראה, למשל, Tagler et al. 13). חלק גדול מהמוקד של פיתוח שיטה עכשיו הוא לשפר טכניקות תרבות לשחלות וזקיקים של יונקים גדולים, במטרה לטווח הארוך של קבלת ביציות fertilisable מזקיקים ראשוניים מתוך מגוון רחב של מינים, כולל בני אדם.
בכל זמן נתון, השחלות יונקים מכילות זקיקים בטווח של שלבי התפתחות, עם interactions בין זקיקים המשפיעים על הוויסות שלהם. היבט זה של תפקוד השחלות הוא הבין היטב וקשה לבחון in vivo. השיטה הסופית המתוארת כאן משתמשת במערכות שיתוף תרבות לתמיכה בפיתוח של שלבים שונים של זקיקים במבחנה. במידת הצורך, ניתן מראש טופלו רקמות אחד או שניהם in vivo או במבחנה לתרבות המשותפת לפני. מערכות שיתוף התרבות כגון זו מספקות דרך אידיאלית שבי לבחון אינטראקציות זקיק זקיק, למשל איך גדל, זקיקי Antral להשפיע על בריכת הזקיק הקדמונית, היבטים של ביולוגיה השחלות שהוכיחו קשה לבחון עד עכשיו.
טכניקות תרבות השחלה כולם פשוטות למדי, אם כי נדרשת נתיחה זהירה, כדי למנוע נזק לרקמות מקריות. Dissection של זקיקים בודדים הוא טכניקה מיוחדת, הדורשת תרגול חוזר ונשנה לפני יכולים להיות גזורים מזקיקים בשלב הנכון משחלת שלמות וללא ניזק. זה קריטילנתח את זקיקים בודדים בזהירות, או נזק שנגרם במהלך פרוטוקול הנתיחה יכול לגרום למות זקיק בתקופת התרבות שלאחר מכן. איפה זקיקים ממוקמים ישירות לתוך הבאר של צלחות microtiter, חשוב להשתמש פלסטיק התרבות הלא-רקמה שטופל רק, כדי למזער את ציפוי של תאי thecal על הפלסטיק: אם נעשה שימוש בplasticware טופל בתרבית רקמה, הזקיקים יצרפו ל בסיס של הבאר וקרע ככל שהם גדלים. לכל עבודת שיתוף התרבות, רקמות חייבות להיות ממוקמות ישירות בקשר אחד עם השני.
הבינוני שפורט לעיל לשימוש בטכניקת תרבות הזקיק כולל תוספת של סרום עכבר. אפשר להחליף את סרום העכבר עם סרום שור עוברי, אבל רק מדי פעם קבוצות של סרה כזה יתמכו באופן מלא התפתחות זקיק לבמה preovulatory, עם סדרת בדיקות הנדרשות לזהות מקורות מתאימים. אצווה-בדיקה של FSH כן, מומלצת, כUni הבינלאומיts שבו FSH מוערך לתאם רק בגסות לצמיחת זקיק במבחנה. אם קרע הזקיק מתרחש באופן שגרתי במהלך תקופת התרבות, תשקול להחליף את חומצה אסקורבית מניות עם קבוצה חדשה.
הטכניקות אינן דורשות ציוד מיוחד במיוחד אחר מאשר מיקרוסקופים לנתח וחממות תרבית רקמה, למרות ששימוש בזרימה למינרית וטכניקה סטרילית טובה לאפשר לזקיקים בשחלות ללהיות מתורבת בהיעדר האנטיביוטיקה, כמו בשיטות שתוארו כאן. זה יכול להיות מועיל, כדי למנוע כל השפעה מזיקה פוטנציאל של אנטיביוטיקה בביציות, במיוחד אם הם להפריה הבאה תרבות. שבו לא ניתן לעבוד בסביבת סטרילית, רצוי להוסיף אנטיביוטיקה לתקשורת לנתיחה והתרבות.
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 |