Весьма перспективным технику для создания ткани конструкции без использования матрицы в культуре клеток в состоянии искусственной микрогравитации. С помощью системы ротационные культуры, мы рассмотрели, яичников фолликул и яйцеклетка созревания фолликула выживания, морфология, роста и яйцеклетки функции в условиях имитируемой микрогравитации.
14 день старая мышь тканей яичника и preantral фолликулов, изолированные от мышей же возрасте инкубировали в системе культуры имитируемой микрогравитации. Мы количественно оценили фолликула выживания, измеренной фолликула и диаметр ооцитов и изучены Ультраструктура яйцеклеток, производится из системы. Мы наблюдали снижение фолликула выживания, Даунрегуляция выражений пролиферирующих клеток ядерного антигена и рост дифференциации фактор 9, как показатели для развития клеток гранулезы и яйцеклетки, соответственно и яйцеклетка ультраструктурные аномалии в условиях имитируемой микрогравитации. Экспериментальной установки искусственной микрогравитации должна быть оптимизированы, чтобы служить моделью для изучения механизмов, участвующих в развитии яйцеклетки/фолликула в пробирке .
В vitro развития фолликула яичника и созревания ооцитов были достигнуты с использованием традиционных методов для 2-мерных культуры, такие как на поверхности чашки Петри и три трехмерные (3D) матрицы, например альгината и Гидрогель в1 ,2,3. Система 3D культуры эффективно поддерживали фолликулов в структуре ткани как держал Похожие профили выражение гена как в естественных условиях4 фолликулов и производится meiotically компетентные ооцита5,6. 3D культуры системы также могут быть установлены в бесплатно Матрица состояния, например, вися падение подвески и подвижного судов. Вращающийся стены судна (RWV), разработанный Национальным управлением по аэронавтике и пространства (НАСА) создает искусственной микрогравитации (gs-µ) для клетки культивировали внутри судна7. Этот имитируемой микрогравитации условие обеспечивает уникальную культуру системы для пролиферации и дифференциации ввиду отсутствия седиментации для конвекции. Было показано, что имитируемой микрогравитации поощрять формирование эндотелия сосудов из эндотелиальных клеток8,9, ткань щитовидной железы, сборка из щитовидной железы клетки10и chondrogenesis от жировых, полученных мезенхимальные стволовые клетки в RWV устройства11. Однако другие исследования показали, что имитируемой микрогравитации индуцированного апоптоза клеток желудка и B лимфобластов12,13,14, предлагая эффекты имитируемых микрогравитации на клеточных повреждений может зависеть от ячейки типа. Имитируемой микрогравитации также может вызвать изменения на уровне ультраструктурных, как сообщалось в Организации обеспокоены шпинделя и индуцированных цитоплазматических блеббинг в15яйцеклеток. Оптимизированный имитируемой микрогравитации условия и механизмы, которые индуцируют инженерных или сотовой повреждения тканей под системы требуют дальнейшего расследования. В vitro эксперименты растущей яичников фолликул/яйцеклеток с использованием RWV устройств может обеспечить ценную информацию о выражения гена ооцитов и данное ооцитов органеллы. В этом исследовании, тканей яичника, содержащие preantral фолликулов и изолированных preantral фолликулы был использован для изучения воздействия искусственной микрогравитациина развитие и яйцеклетка созревания фолликула.
В этом исследовании тканей яичника, содержащие preantral фолликулов и изолированных preantral фолликулы были использованы для изучения воздействия искусственной микрогравитации на развитие и яйцеклетка созревания фолликула. В нашем исследовании, RWV, устройство имитируемой микрогравитации, спинов вокруг горизонтальной оси внутри 5% CO2 инкубатора, обеспечивая имитируемой микрогравитации состояние с эффективным оксигенации и очень низкого напряжения сдвига. Мы проанализировали выражения гена пролиферирующих клеток ядерного антигена (PCNA) и рост дифференциации фактор 9 (GDF-9) как показатели для развития клеток гранулезы и яйцеклетки, соответственно. Мы продемонстрировали, что выражения PCNA и GDF-9 были подавлены в клетки гранулезы и ооциты, соответственно, когда культивировали в RWV устройство, и мы показали вывода ооцитов микроворсинки от zona pellucida в фолликулах, культивированный под s-µ g состояние, который был похож на что в GDF-9-недостаточным мыши фолликулов16.
Важнейшие шаги для успешного культивирования preantral фолликулов являются: 1) правильно выбрав preantral фолликулов в соответствии с критериями отбора, которые были описаны в протокол текста 2.1); 2) брикетирования все процедуры в условие скептически и поддержании стерильных культуры; и 3) правильно Настройка системы культуры RWV.
Обеспечение согласованности экспериментальных наблюдений в реплицировать экспериментов заключается в использовании аналогичных или идентичных материалов. Критерии отбора мыши preantral фолликулов показали, что фолликулы 1) здоровых яйцеклеток на стадии распада (GVBD) Жерминаль везикул, окружен тонкой вителлинового; 2) 2-3 слоя клеток гранулезы, окруженная базальной мембраны; и 3) некоторые гнойный клетки придают базальной мембраны. Таким образом, фолликулы выбран был не только все три функциональные отсеки яичников фолликула для поддержки роста яйцеклеток, но и аналогичные морфологической идентификации с диаметром 90-100 мкм.
Это первая попытка расти мыши preantral фолликулов в манере 3D, культивирование под искусственной микрогравитации. Некоторые культуры системы были разработаны для мыши preantral фолликулов. Ооциты, полученные из фолликула, культивируемых на плоской поверхности чашки Петри, так называемые 2D культуры, может быть оплодотворена и производимых живой потомство. Кроме того 3D культур, таких как культур фолликулов в альгинатные бусы, поддерживают структуру ткани похож на то, что тело производит в высокий процент meiotically компетентные ооцита. Однако процесс развития яичников фолликул/яйцеклеток в поле нулевой гравитации неизвестно. RWV, устройство, которое привлекает к себе значительное внимание в тканевой инженерии, можно создавать среде имитируемой микрогравитации и обеспечивают идеальные условия для изучения воздействия искусственной микрогравитации на рост яичников фолликула/ооцитов в пробирке.
Важно настроить RWV аппарат правильно для клеточной культуры. Пузырьков воздуха в сосуде должно быть удалено. Метод для удаления пузырьков воздуха, если в сосуде, является следующим: место два шприцы с 0,5 мл масла в каждый из двух шприц портов. Откройте клапаны управления портов шприца. Маневр пузырьков воздуха под порт шприца. Тянут пузырьков в шприц при парентеральном примерно такой же объем средств массовой информации через другой порт шприца. После того, как будут удалены все пузыри, закройте клапаны, удалите шприцы и заменить шприц порт шапки. Важно также, чтобы узнать правильный вращения, которая предотвращает клеток от урегулирования через постоянное вращение. Оптимизация скорости вращения определяется удельный вес клетки, жидкость плотности и вязкости.
Выражение профили PCNA и GDF-9, которые были аналогичны GDF-9-недостаточным мыши фолликулов16, показали, что имитируемой микрогравитации пагубное воздействие на развитие клеток гранулезы и яйцеклеток. Судно RWV устройства вращаться вокруг горизонтальной оси внутри 5% CO2 инкубатора, позволяя для проникновения кислорода и углекислого газа через мембрану в спину, обеспечивая эффективную оксигенацию и очень низкое напряжение сдвига, который вряд ли может быть причиной травмы фолликула/ооцитов. Оптимизация работы экспериментальной установки и дальнейшего анализа необходимо исследовать механизм пагубные последствия.
Необходимы дальнейшие исследования, чтобы исследовать потенциал развития яйцеклеток в пробирке , полученных от системы культуры RWV. В настоящее время осуществляется в vitro созревания яйцеклеток MII сцену. Окончательной проверки этой культуры системы будут рассмотрены возможности оплодотворения проверено яйцеклеток.
The authors have nothing to disclose.
Авторы хотели бы поблагодарить Илу Wang и Чжао Yanlin за их помощь в поддержании животных, Чжан Чан за ее помощь в подготовке гистологические образцы и доктор Международный он критически чтения этой рукописи. Эта работа была поддержана естественных наук фонд провинции Чжэцзян (номер гранта: LY13C120002).
ICR mice | SLRC Laoratory | 14-day-old female mice | |
L-15 medium | Sigma | L1518 | With L-glutamine, liquid, sterile-filtered, suitable for cell culture |
fetal bovine serum | Gibco | 10100147 | Origin: Australia |
Penicillin V potassium | Sigma | 1504503 | United States Pharmacopeia (USP) Reference Standard (USP) |
Streptomycin sesquisulfate hydrate | Sigma | 46754 | Analytical standard |
Universal Click Pen Needles | Penfine | 12×1/2" 0.33×12 mm | |
Alginate | Sigma | W201502 | |
alpha-minimal essential medium | Sigma | M0894 | Alpha Modification, with L-glutamine, without ribonucleosides, deoxyribonucleosides and sodium bicarbonate, powder, suitable for cell culture |
Insulin-selenium-transferrin | Invitrogen | 51500056 | Liquid, sterile-filtered, BioReagent, suitable for cell culture |
GONAL-F | Merck Serono | Recombinant follitropin alfa for injection | |
Disposable high-aspect-ratio rotating vessel | Synthecon | 10 mL | |
Culture oil | Vitrolife | Sterile light paraffin oil | |
Alginate Lyase | Sigma | A1603 | powder, >10,000 units/g solid |
26 1/2-guage needle | Becton Dickinson | ||
35×10mm dish | Becton Dickinson | ||
Viability/Cytotoxicity assay Kit | Invitrogen | L3224 | |
Bouin’s solution | Sigma | HT10132 | |
Horseradish peroxidase (HRP)-conjugated goat anti-rabbit IgG (H+L) | Jackson Immuno-Research Laboratories | 111-035-003 | |
3,3N-Diaminobenzidine Tertrahydrochloride | Beyotime | P0203 | |
Aqueous mounting medium | Dako | C0563 | |
Rabbit anti-GDF-9 antibody | Beijing Biosynthesis Biotechnology | BS-175R | |
Rabbit anti-PCNA antibody | Proteintech | 24036-1-AP | |
Methylene blue | Sigma | M9140 | |
Transmission electron microscope | Hitachi | H-7500 |