Hier presenteren we een protocol voor de beoordeling van de bloed-testis barrière integriteit door het injecteren van inuline-FITC in teelballen. Dit is een efficiënte in-vivo -methode om te studeren bloed-testis barrière integriteit die kan worden aangetast door genetische en omgevingsfactoren elementen.
Spermatogenese is de ontwikkeling van de testis tot volwassen spermacellen in de seminiferous tubuli van de testis. Dit proces wordt ondersteund door de Sertoli cell kruispunten op de bloed-testis barrière (BTB), die is de strakste barrière van het weefsel in het lichaam van zoogdieren en beveiligingsmethode de seminiferous epitheel in twee compartimenten, een basale en een adluminal. De BTB creëert een unieke communicatie voor kiemcellen in meiose I / II en voor de ontwikkeling van postmeiotic spermatids in spermacellen via spermiogenesis. Hier beschrijven we een betrouwbare test om te controleren van de integriteit van het BTB van muis testis in vivo. Een intact BTB blokkeert de verspreiding van FITC-geconjugeerd inuline uit de basale tot het apicale compartiment van de seminiferous buisjes. Deze techniek is geschikt voor de studie van gene kandidaten, virussen of milieu toxische stoffen die BTB functionaliteit of integriteit, met een eenvoudige procedure en een minimale vereiste voor chirurgische vaardigheden in vergelijking met alternatieve methoden kunnen beïnvloeden.
Zoogdieren spermatogenese wordt beschouwd als een zeer gestructureerde proces dat spermatogonia zelf-vernieuwing en differentiatie via spermatocyten in de haploïde spermacellen via mitose, meiose, en spermiogenesis, gedurende welke dramatische omvat biochemische en morfologische veranderingen optreden. Ontwikkelende geslachtscellen worden geleidelijk vervoerd vanaf de basis van de seminiferous zaadvormende richting de lumen. Dit proces wordt gereguleerd door cel contacten tussen kiemcellen en Sertoli cellen1,2. Aangrenzende Sertoli cellen vormen de BTB die zich in de buurt van de basis van de seminiferous zaadvormende bevindt. De BTB verdeelt fysiek het epithelium in een basale en een adluminal-compartiment. Tijdens fase VIII – IX van de epitheliale cyclus, migreren preleptotene/leptotene spermatocyten van de basale compartimenten over het BTB, de adluminal compartimenten3invoeren. Daarom wil de functie van het BTB bieden een immunoprivileged communicatie voor de voltooiing van de meiose en spermiogenesis4,5,6. In tegenstelling tot andere bloed-weefsel-barrières die (b.v., bloed – hersenbarrière) en dat alleen uit strakke kruispunten (TJs bestaat), wordt de BTB gevormd door vier verschillende kruispunten (TJs, ectoplasmic specialisaties kloof kruispunten en intermediair gloeidraad gebaseerde desmosomes) tussen Sertoli cellen1,7.
Vele studies hebben gebruikt genetisch gemodificeerde muizen, virusinfecties en toxische stoffen in het milieu te onderzoeken van de mechanismen van BTB integriteit7,8,9. De verstoring van de BTB induceert verminderde spermatogenese en subfertility of onvruchtbaarheid. Aangezien de BTB vorming en integriteit zijn bevestigd te worden beïnvloed door contacten tussen Sertoli cellen8, een in vitro model gebaseerd op de primaire cultuur van geïsoleerde Sertoli cellen is gebruikt voor BTB studie. Echter dit model kan niet nauwkeurig na te bootsen BTB dynamiek in vivo. Bovendien is geen dergelijke co cultuur van kiemcellen met Sertoli cellen opgezet als staat als gevolg van alle relevante structurele en functionele onderdelen van het BTB10,11.
In het algemeen, zijn in vivo de tests van de integriteit van het BTB meestal gebaseerd op kleine molecules, zoals EZ-Link Sulfo-NHS-LC-Biotine en FITC-geconjugeerd inuline (inuline-FITC). Normaal gesproken, wordt de verspreiding van biotine of inuline-FITC van de basale compartiment geblokkeerd door BTB structuur. Daarom kunnen wij deze methode gebruiken om te beoordelen in welke mate van BTB schade in vergelijking met controlegroepen. Terwijl BTB kan worden aangetast met bepaalde soorten stimuli, zoals behandeling met cadmium chloride (CdCl2)12, wordt BTB toegankelijk voor kleine molecules, die uiteindelijk het compartiment van de adluminal als indicatoren invoeren.
Een vroege in vivo BTB integriteit bepaling houdt injecteren van biotine of inuline-FITC in de halsslagader, die houdt van chirurgie, en invasieve, ingewikkeld en tijdrovend. Bovendien, als de verslaggever stoffen door het hele lichaam via het verkeer verspreiden, de plaatselijke concentratie van biotine of inuline-FITC in de seminiferous buisjes is beperkt. Systemische blootstelling kan bovendien immuunreacties veroorzaken. Hier presenteren we een eenvoudige en effectieve in-vivo BTB integriteit assay directe injectie van een kleine hoeveelheid van de inuline-FITC in het interstitium van een testis inschakelen. Met behulp van de TL labeling methode, is de kleuring proces handig, als secundaire antilichamen niet vereist zijn. Hier is het proces van fluorescente kleurstof invoeren van de testis gevisualiseerd.
Spermatogenese vindt plaats in de seminiferous epitheel en is een zeer geordende en dynamisch proces, dat wordt beheerst door kiemcellen en somatische cellen (bijvoorbeeld, Sertoli cellen)13. De BTB-structuur, die is gebouwd door de Sertoli-cellen, verdeelt de seminiferous epitheel in een basale en een apicaal compartiment. De ontwikkeling van Meiotische en haploïde geslachtscellen treedt op in de apicale compartiment dat een immunologische barrière14 vormt</s…
The authors have nothing to disclose.
Dit werk werd gesteund door de nationale toets R & D programma van China (2016YFA0500902), de nationale Natural Science Foundation van China (31471228, 31771653), de Jiangsu Science Foundation voor DN jonge geleerden (BK20150047), de natuurwetenschappen Stichting van de provincie Jiangsu (BK20140897, 14KJA180005) en het innovatieve en ondernemende programma van de oostelijke provincie Jiangsu te K.Z.
Capillary puller | SUTTER INSTRUMENT (USA) | P-97 | |
10x PBS | Hyclone (USA) | SH30258.01 | dilution to 1× in ddH2O |
4’,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) | Sigma (USA) | F6057 | |
Adhesion microscope slides | CITOGLAS (China) | 80312-3161 | |
Cadmium chloride | Sigma (USA) | 655198-5G | |
Confocal microscope | Zeiss (Germany) | LSM700 | |
Dust-free paper | Kimberly-Clark (USA) | 34120 | |
Inulin-FITC | Sigma (USA) | F3272 | |
Microinjection capillaries | Zhengtianyi (China) | BJ-40 | 1.0 mm × 0.8 mm × 100 mm |
Micropipette beveler | NARISHIGE (JAPAN) | EG-400 | |
OCT | SAKURA (JAPAN) | 4583 | |
Paraformaldehyde | Sigma (USA) | P6148 | |
Pentobarbital sodium | Merck (Germany) | P11011 | |
Shaver | Yashen (China) | ||
Stereo microscope | Nikon (JAPAN) | SMZ1000 | |
Sucrose | Sangon Biotech (China) | A610498 | |
Surgical instruments | Stronger (China) | scissors, forceps, needle holder | |
Syringe | KDL (China) | 20163150518 | 0.45 mm × 0.16 mm RW LB |
thermostatic heater | KELL (Nanjing, China) | KEL-2010 | |
10x TBS, pH 7.6 | |||
0.2 M Tris | Sangon Biotech (China) | A600194 | |
1.37 M Nacl | Sangon Biotech (China) | A610476 |