Este protocolo descreve a cultura primária / co-cultura de tecido ovariano rato, usando ovários de camundongos recém-nascidos e folículos ovarianos individuais de ratos pré-púberes. As técnicas de cultura de suportar o desenvolvimento de uma forma altamente fisiológico, que permita a investigação do efeito de agentes extrínsecos no ovário, e das interacções entre os folículos do ovário.
O ovário mamífero é composto dos folículos ováricos, cada folículo consistindo de um único oócito rodeado por células da granulosa somáticas, em conjunto fechado dentro de uma membrana basal. A piscina finito de folículos é estabelecido durante o desenvolvimento embrionário, quando oócitos em parada meiotic formar uma estreita associação com células da granulosa achatadas, formando folículos primordiais. Por ou logo após o nascimento, os ovários de mamíferos contêm oferta de seu tempo de vida de folículos primordiais, a partir do qual o ponto em diante, há uma liberação constante de folículos no crescente piscina folicular.
O ovário é particularmente sensível para o desenvolvimento in vitro, com folículos em crescimento de uma forma altamente fisiológica em cultura. Este trabalho descreve a cultura de ovários neonatais inteiras contendo folículos primordiais, ea cultura de folículos ovarianos individuais, um método que pode apoiar o desenvolvimento de folículos de um imaturo até o preovufase de Regulamentação, após o que os oócitos são capazes de sofrer a fertilização in vitro. O trabalho descrito aqui utiliza sistemas de cultura para determinar a forma como o ovário é afectada pela exposição a compostos externos. Nós também descrevem um sistema de co-cultura, que permite a investigação das interações que ocorrem entre os folículos em crescimento e não-crescente grupo de folículos primordiais.
O ovário mamífero é composta de suprimento vitalício de uma fêmea de oócitos, cada contido dentro de um folículo ovariano. Os folículos são formadas antes do nascimento no repouso, a fase primordial: uma vez que a piscina folículo é estabelecida, há um movimento contínuo e gradual dos folículos do primordial para o pool de folículos em crescimento. Como folículos começam a crescer, eles desenvolvem através dos estágios primários, secundários, pré-antrais e antrais, até chegar ao pré-ovulatório, ou de Graaf, estágio. Somente oócitos de folículos pré-ovulatórios tem competência para o desenvolvimento integral, capaz de suportar o desenvolvimento embrionário a prazo, se fertilizado.
O ovário tem sido conhecido para o desenvolvimento de uma forma altamente fisiológica in vitro. Este é provavelmente devido a cada folículo ovariano contendo no seu interior as células necessárias para apoiar um ovócito desde a fase imatura (em que ponto ele é incapaz de completar sua divisão meiótica) até tele estágio developmentally competente (em que ponto ele pode apoiar plenamente a conclusão da meiose, a fertilização e no desenvolvimento do embrião resultante de prazo).
A natureza fisiológica do desenvolvimento do ovário in vitro conduziu à ampla utilização de técnicas de cultura de ovário. Por conseguinte, em métodos in vitro têm sido utilizados para investigar a regulação do desenvolvimento dos ovários, do ovário patologia (por exemplo, que de síndrome do ovário policístico, SOP), o exame dos ovários como / ovócitos são afectadas pela exposição aos produtos químicos, e também com o objectivo de prático obtenção de oócitos de folículos ovarianos fertilizável primordiais. Até à data, este último foi conseguido apenas usando tecido ovariano 1 do mouse, embora as técnicas de cultura utilizando os folículos de grandes mamíferos, incluindo humanos, têm melhorado muito nos últimos anos 2,3.
Descrevemos aqui vários métodos de cultura utilizando tecido ovariano mouse. O primeiro metod usa inteiros ovários neonatais do rato, e apoia a formação e desenvolvimento precoce de folículos primordiais 4. O segundo sistema suporta o crescimento de folículos ovarianos individuais, intactas do pré-antral tarde para a fase pré-ovulatória; usando esta técnica, os folículos podem ser cultivadas individualmente, ou em pares 5,6. Finalmente, descreve-se um sistema de co-cultura, combinando as duas primeiras técnicas em um método que permite a investigação das interacções entre crescimento e folículos primordiais 7.
Cultura de folículos ovarianos intactas individuais permite o crescimento do folículo a ser determinado a partir de medições do folículo diários durante o período de cultivo, enquanto a análise meio permite investigação do folículo / produção de hormônios do ovário. Outras análises de tecidos pode ser conseguida por um conjunto de folículos do ovário ou tecido no final da cultura, para análises histológicas / imuno-histológicos ou para processamento posterior, por exemplo, para se obtermRNA ou proteínas.
Descrevemos aqui vários sistemas de cultura que podem ser utilizados para apoiar o desenvolvimento de folículos ovarianos do rato in vitro, usando ovários neonatais inteiras contendo apenas os estágios mais adiantados do folículo, folículos ovarianos pré-antrais individuais e também co-culturas dos dois tecidos.
Cultura de ovários neonatal mouse suporta desenvolvimento ovariano cedo, a iniciação crescimento particularmente folículo até o estágio de folículo secundário. A gama de idades de camundongos recém-nascidos podem ser usados para estas culturas, em função das fases de desenvolvimento de interesse. Se os ovários são obtidos a partir de camundongos recém-nascidos, a formação do folículo será em andamento, mas ainda não completa: cultura apoiará pelo menos parcialmente, a formação do folículo contínuo seguido de crescimento do folículo. Alternativamente, a utilização de ovários de ratos cerca de quatro a cinco dias de idade (por formação de folículos tempo que é já completos) resulta em cultura de um maior número de folli primordial e crescentegos 12. Aspectos benéficos do método específico descrito aqui incluem o uso de membranas de policarbonato flutuantes que permitem uma maior oxigenação do tecido, e cultura num meio básico que consiste em apenas aMEM e BSA, evitando o uso de aditivos não definidos, tais como soro. Cultura de todo ovários não parece apoiar o desenvolvimento para além do estágio de folículo secundário, com posterior desenvolvimento que exige uma mudança de técnica, como a dissecação de complexos celulares folículo-granulosa do ovário neonatal culta 1.
Fases posteriores do desenvolvimento folicular pode ser desenvolvido in vitro, dissecou-se para fora indivíduo, folículos pré-antrais final intactas, que podem ser cultivados para a fase pré-ovulatória em cultura, mantendo a sua estrutura tridimensional. O uso de folículos intactos para esta técnica de cultura mantém a relação entre os diferentes componentes foliculares como ocorre in vivo. This sistema de cultura pode ser usado para obter oócitos que podem suportar a fertilização e subsequente desenvolvimento embrionário.
Oócitos fertilizável também pode ser obtido a partir de ovários de ratinho neonatal, utilizando um protocolo de cultura inicial muito como aqui descrito, seguida por uma segunda fase durante a qual os complexos oócito-granulosa são cultivadas in vitro 1. Outros sistemas utilizados com bastante frequência hoje incluem a cultura de folículos do ovário ou do tecido que tenha sido encapsuladas num material de hidrogel de alginato, tais como, para fornecer suporte (ver, por exemplo, Tagler et ai. 13). Grande parte do foco de desenvolvimento do método agora é para melhorar as técnicas de cultivo para os ovários e folículos dos mamíferos maiores, com o objectivo a longo prazo de obtenção de oócitos fertilizável de folículos primordiais de uma variedade de espécies, incluindo humanos.
Em qualquer dado momento, os folículos dos ovários de mamíferos contêm em uma gama de fases de desenvolvimento, com interactions entre folículos que afectam a sua regulação. Este aspecto da função ovariana é mal compreendido e difícil de examinar in vivo. O último método descrito aqui usa sistemas de co-cultura para apoiar o desenvolvimento de diferentes estágios de folículos in vitro. Se necessário, um ou ambos os tecidos podem ser pré-tratadas in vivo ou in vitro antes da co-cultura. Sistemas de co-cultura como este oferecem uma maneira ideal para examinar as interações folículo-foliculares, por exemplo, como crescimento, folículos antrais afetar o pool de folículos primordiais, aspectos da biologia do ovário que provaram difícil examinar até agora.
Técnicas de cultura de ovário integrais são bastante simples, embora dissecção cuidadosa é necessária para evitar danos nos tecidos acidental. Dissecção de folículos individuais é uma técnica especializada, exigindo a prática repetida antes de folículos na fase certa pode ser dissecado para fora do ovário intacto e sem danos. É críticodissecar folículos individuais cuidadosamente, ou danos sofridos durante o protocolo de dissecção pode resultar em morte folículo durante o período de cultura subseqüente. Onde folículos são colocados directamente para dentro do poço de placas de microtitulação, é importante utilizar apenas plásticos de cultura de tecidos não tratados, para minimizar o plaqueamento de células da teca para baixo sobre os plásticos se utensílios de plástico tratados de cultura de tecidos é usado, os folículos vai anexar ao base do poço e ruptura à medida que crescem. Para todo o trabalho de co-cultura, os tecidos devem ser colocados directamente em contacto uns com os outros.
A forma detalhada acima para utilização na técnica de cultura de folículo inclui a adição de soro de ratinho. É possível substituir o soro do rato com soro bovino fetal, mas apenas lotes ocasionais de tais soros vai apoiar plenamente o desenvolvimento do folículo para a fase pré-ovulatória, com lotes de teste necessária para identificar fontes adequadas. Batch-teste de FSH também é aconselhável, como a Uni Internacionalts, através da qual a FSH é avaliada correlato apenas grosseiramente para o crescimento folicular in vitro. Se a ruptura do folículo ocorre rotineiramente durante o período de cultivo, considere a substituição de ácido ascórbico estoque por um novo lote.
As técnicas não requerem equipamento especializado particularmente com excepção de dissecção incubadoras e microscópios de cultura de tecidos, embora o uso de uma câmara de fluxo laminar e uma boa técnica estéril permitir que os folículos do ovário a ser cultivadas na ausência de antibióticos, como nos métodos descritos aqui. Isto pode ser útil, para evitar qualquer potencial efeito prejudicial dos antibióticos sobre os oócitos, particularmente se eles são para ser fertilizado seguinte cultura. Nos casos em que não é possível trabalhar num ambiente estéril, é aconselhável adicionar antibióticos para a dissecção e meios de cultura.
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 |