Este protocolo describe el cultivo primario / co-cultivo de tejido ovárico ratón, utilizando los ovarios de ratones recién nacidos y los folículos ováricos individuales de ratones prepúberes. Las técnicas de cultivo de apoyar el desarrollo de una manera altamente fisiológica, lo que permite la investigación del efecto de los agentes extrínsecos en el ovario, y de las interacciones entre los folículos ováricos.
El ovario de los mamíferos está compuesto de los folículos ováricos, cada folículo que consta de un solo ovocito rodeado por células de la granulosa somáticas, encerrado juntos dentro de una membrana basal. Una piscina finito de folículos se establece durante el desarrollo embrionario, cuando los ovocitos en detención meiótica forman una estrecha asociación con las células de la granulosa aplanadas, formando folículos primordiales. Por nacimiento o poco después, los ovarios de mamíferos contienen la oferta de su vida de folículos primordiales, desde qué punto en adelante hay una liberación constante de folículos en el creciente piscina folicular.
El ovario es particularmente susceptibles al desarrollo in vitro, con folículos en crecimiento de una manera altamente fisiológica en cultivo. Este trabajo describe la cultura de ovarios neonatales enteras que contienen folículos primordiales, y la cultura de los folículos ováricos individuales, un método que puede apoyar el desarrollo de los folículos de un inmaduro hasta el preovumentación etapa, después de lo cual sus ovocitos son capaces de someterse a la fertilización in vitro. El trabajo descrito aquí utiliza sistemas de cultivo para determinar cómo el ovario se ve afectada por la exposición a compuestos externos. También se describe un sistema de co-cultivo, que permite la investigación de las interacciones que se producen entre los folículos en crecimiento y la no-creciente número de folículos primordiales.
El ovario de mamífero se compone de suministro de por vida de una mujer de oocitos, cada uno contenido dentro de un folículo ovárico. Los folículos se forman antes del nacimiento en el reposo, la etapa primordial: una vez establecida la piscina folículo, hay un movimiento continuo y gradual de los folículos de la primordial en la piscina folículo en crecimiento. Como los folículos empiezan a crecer, se desarrollan a través de las etapas primarias, secundarias, preantral y luego antrales, hasta que alcancen el preovulatorio, o de Graaf, etapa. Solamente los ovocitos de folículos preovulatorios tienen competencia de desarrollo completo, capaz de apoyar el desarrollo embrionario a plazo, si fertilizado.
El ovario mucho tiempo se ha sabido para desarrollar de una manera altamente fisiológica in vitro. Esto es probable que sea debido a cada folículo ovárico que contiene en su interior las células necesarias para apoyar un ovocito de la etapa inmadura (momento en el que es incapaz de completar su división meiótica) a través de tque etapa de desarrollo competente (momento en el que puede apoyar plenamente la finalización de la meiosis, la fertilización y el desarrollo del embrión resultante a término).
La naturaleza fisiológica de desarrollo de ovario in vitro ha llevado a la amplia utilización de técnicas de cultivo de ovario. En consecuencia, los métodos in vitro se han utilizado para investigar la regulación del desarrollo de ovario, patología ovárica (por ejemplo la del síndrome de ovario poliquístico, síndrome de ovario poliquístico), el examen de cómo ovarios / ovocitos se ven afectados por la exposición a los productos químicos, y también con el objetivo práctico de la obtención de ovocitos fertilizables de folículos ováricos primordiales. Hasta la fecha, este último sólo se ha conseguido a través del ratón tejido ovárico 1, aunque las técnicas de cultivo utilizando los folículos de los grandes mamíferos, incluidos los humanos, han mejorado mucho en los últimos años 2,3.
Se describe aquí varios métodos de cultivo utilizando tejido ovárico ratón. La primera method utiliza enteros ovarios de ratones neonatales, y apoya la formación y el desarrollo temprano de los folículos primordiales 4. El segundo sistema soporta el crecimiento de los folículos ováricos individuales, intactos de finales del preantral a la fase preovulatoria; utilizando esta técnica, los folículos pueden ser cultivadas individualmente, o en parejas 5,6. Por último, se describe un sistema de co-cultivo, la combinación de las dos primeras técnicas en un método que permite la investigación de las interacciones entre el cultivo y los folículos ováricos primordiales 7.
Cultura de los folículos ováricos intactos individuales permite el crecimiento del folículo que se determinará a partir de mediciones del folículo diarios durante el período de cultivo, mientras que el análisis medio permite la investigación de folículo / producción hormonal del ovario. Otros análisis de tejidos pueden ser alcanzados por una colección de folículos o tejido ovárico en el extremo de la cultura, para los análisis histológicos / o inmunohistoquímico para su posterior procesamiento, por ejemplo, para obtenerARNm o proteínas.
Se describe aquí diferentes sistemas de cultivo que pueden ser utilizados para apoyar el desarrollo de los folículos ováricos de ratón in vitro, utilizando ovarios neonatales enteras que contienen sólo las etapas más tempranas del folículo, folículos ováricos preantrales individuales y también co-culturas de los dos tejidos.
Cultura de ovarios ratón neonatal apoya el desarrollo ovárico precoz, la iniciación de crecimiento particularmente folículo hasta la etapa de folículo secundario. Una gama de edades de ratones recién nacidos se puede utilizar para estos cultivos, dependiendo de las etapas de desarrollo de interés. Si los ovarios se obtienen de ratones recién nacidos, la formación del folículo se pondrán en marcha, pero aún no se completa: cultura apoyará al menos parcialmente, la formación continua folículo seguido por el crecimiento del folículo. Alternativamente, el uso de los ovarios de ratones alrededor de cuatro a cinco días de edad (por el cual la formación del folículo tiempo ya está completo) resulta en la cultura de un mayor número de Folli primordial y crecienteculos 12. Aspectos beneficiosos de la técnica específica descrita aquí incluyen el uso de membranas de policarbonato flotantes, que permiten una mayor oxigenación del tejido, y cultivo en un medio muy básico que consta de sólo aMEM y BSA, evitando el uso de aditivos no definidos tales como el suero. Cultura de toda ovarios no parece apoyar el desarrollo más allá de la etapa de folículo secundario, con el desarrollo posterior que requiere un cambio en la técnica, tales como la disección de los complejos de células de la granulosa del folículo del ovario neonatal cultivaron 1.
Las etapas posteriores de desarrollo del folículo se pueden desarrollar in vitro mediante la disección a cabo individual, finales de los folículos antrales pre-intactas, que se puede cultivar a la fase preovulatoria en cultivo, mientras que el mantenimiento de su estructura tridimensional. El uso de los folículos intactos para esta técnica de cultivo mantiene la relación entre los diferentes componentes foliculares como ocurre in vivo. This sistema de cultivo puede ser utilizado para obtener ovocitos que pueden apoyar la fecundación y el desarrollo embrionario posterior.
Ovocitos fertilizables también se pueden obtener a partir de ovarios de ratones neonatales usando un protocolo de cultivo inicial mucho como se describe aquí, seguido de una segunda etapa durante la cual los complejos ovocito y las células de la granulosa se cultivan in vitro 1. Otros sistemas utilizados con bastante frecuencia hoy en día incluyen el cultivo de folículos o tejido ovárico que ha sido encapsulados en un material tal como hidrogel de alginato, para proporcionar apoyo (véase, por ejemplo, Tagler et al. 13). Gran parte de la atención del desarrollo del método ahora es mejorar las técnicas de cultivo para los ovarios y los folículos de los mamíferos más grandes, con el objetivo a largo plazo de la obtención de los ovocitos de folículos primordiales fecundables a partir de una variedad de especies, incluyendo los seres humanos.
En cualquier momento, los ovarios de mamíferos contienen folículos en una gama de etapas de desarrollo, con Interactions entre folículos que afectan a su regulación. Este aspecto de la función ovárica es poco conocida y difícil de examinar in vivo. El último método descrito aquí utiliza sistemas de co-cultivo para apoyar el desarrollo de las diferentes etapas de folículos in vitro. Si es necesario, uno o ambos tejidos pueden ser tratados previamente para co-cultivo antes in vivo o in vitro. Sistemas de co-cultivo como éste ofrecen una forma ideal para examinar las interacciones folículo folículo, por ejemplo, cómo cada vez mayor, los folículos antrales afectan a la piscina folículo primordial, aspectos de la biología de ovario que han demostrado ser difíciles de examinar hasta ahora.
Las técnicas de cultivo de ovario de enteros son bastante sencillo, aunque se requiere disección cuidadosa para evitar daños en los tejidos accidental. Disección de los folículos individuales es una técnica especializada, que requiere práctica repetida antes de folículos en la fase de derecho pueden diseccionaron del ovario intacto y sin daños. Es críticoa diseccionar los folículos individuales con cuidado, o daños sufridos durante el protocolo de disección puede provocar la muerte del folículo durante el período de cultivo posterior. Cuando los folículos se colocan directamente en el pocillo de placas de microtitulación, es importante usar sólo plásticos cultura no tejido tratado, para minimizar chapado abajo de las células tecales en los plásticos: si se utiliza material de plástico tratado de cultivo de tejido, los folículos se adherirá a las base del pocillo y ruptura a medida que crecen. Para todos los trabajos de co-cultivo, los tejidos deben ser colocados directamente en contacto uno con el otro.
El medio se detalla anteriormente para uso en la técnica de cultivo del folículo incluye la adición de suero de ratón. Es posible sustituir el suero de ratón con suero bovino fetal, pero sólo los lotes ocasionales de tales sueros apoyará plenamente el desarrollo del folículo a la fase preovulatoria, con lotes de prueba necesaria para identificar fuentes adecuadas. Batch-prueba de FSH también es recomendable, ya que el Uni Internacionalts por el cual la FSH se evalúa correlato sólo crudamente al crecimiento del folículo in vitro. Si la ruptura del folículo se produce habitualmente durante el período de cultivo, considerar la sustitución de ácido ascórbico Stock con un nuevo lote.
Las técnicas no requieren equipo especializado particularmente distinta de microscopios de disección e incubadoras de cultivo de tejidos, aunque el uso de una campana de flujo laminar y una buena técnica estéril permite que los folículos ováricos que se cultivaron en ausencia de antibióticos, como en los métodos descritos aquí. Esto puede ser útil, para evitar cualquier potencial efecto perjudicial de los antibióticos en los ovocitos, particularmente si son para ser fertilizado después del cultivo. Cuando no sea posible trabajar en un ambiente estéril, es aconsejable añadir antibióticos a los medios de disección y la 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 |