Summary

ヒト卵胞の遺伝子発現解析

Published: February 17, 2023
doi:

Summary

ここでは、凍結融解皮質組織からヒト卵巣卵胞を単離して遺伝子発現解析を行う方法を概説するプロトコルについて説明します。

Abstract

卵巣は、異なる細胞型で構成される不均一な器官です。卵胞形成中に起こる分子機構を研究するために、タンパク質の局在化および遺伝子発現を固定組織上で行うことができる。しかし、ヒトの卵胞における遺伝子発現レベルを適切に評価するためには、この複雑で繊細な構造を分離する必要があります。したがって、ウッドラフの研究室によって以前に記述された適応プロトコルは、卵胞(卵母細胞および顆粒膜細胞)を周囲の環境から分離するために開発されました。卵巣皮質組織は、最初に手動で処理され、組織スライサーと組織チョッパーの2つのツールを使用して小さな断片が得られます。次に、組織を0.2%コラゲナーゼおよび0.02%DNaseで少なくとも40分間酵素消化します。この消化ステップは、37°Cおよび5%CO2 で行われ、10分ごとに培地の機械的ピペッティングを伴う。インキュベーション後、単離された卵胞は、顕微鏡倍率下で較正されたマイクロキャピラリーピペットを使用して手動で収集されます。卵胞がまだ組織片に存在する場合、手順は手動の微小解剖で完了します。卵胞は培養液中の氷上で収集され、リン酸緩衝生理食塩水の液滴で2回すすがれます。この消化手順は、卵胞の劣化を避けるために慎重に管理する必要があります。卵胞の構造が損なわれているように見えるか、最大90分後に、10%ウシ胎児血清を含む4°Cブロッキング溶液で反応を停止します。リアルタイム定量ポリメラーゼ連鎖反応(RT-qPCR)のためのRNA抽出後に適切な量の総RNAを得るために、最低20個の単離された卵胞(75μm未満のサイズ)を収集する必要があります。抽出後、20個の卵胞からの総RNAの定量は5 ng / μLの平均値に達します。次に、全RNAをcDNAにレトロ転写し、RT-qPCRを使用して目的の遺伝子をさらに分析します。

Introduction

卵巣は、皮質内の卵胞および間質を含む機能的および構造的単位からなる複雑な器官である。卵胞形成は、卵胞の活性化、成長、および原始静止状態から受精し、初期の胚発生をサポートすることができる成熟卵胞への成熟までのプロセスであり、研究1で広く研究されています。この現象を引き起こすメカニズムを解明することで、女性の不妊治療を改善する可能性があります2。固定されたヒト組織の分析により、卵巣の機能単位内のタンパク質発現と遺伝子局在の評価が可能になります3,4。ただし、卵胞内の遺伝子発現レベルを正確に評価するには、卵胞を周囲の皮質から分離するための特定の技術が必要です。したがって、以前の研究では、卵巣の機能単位から直接遺伝子発現を分析できるように卵胞分離技術が開発されました5。酵素消化および/または機械的単離、ならびにレーザー捕捉マイクロダイセクションなど、組織片内の卵胞の分離を可能にするさまざまなアプローチが開発されています6789卵胞単離は、ヒトまたは動物の卵巣組織のいずれかで、発生のすべての段階で卵胞の遺伝子発現プロファイルを評価するために広く使用されています10、1112ただし、最適な分離手順は、密な皮質内の卵胞の脆弱な構造を考慮に入れるべきであり、したがって、損傷を避けるために注意して実行する必要があります7。この原稿は、Woodruffの研究室によって記述されたプロトコルから適応された、遺伝子発現分析を実行するために凍結融解卵巣皮質からヒト卵胞を分離する手順を説明しています13

凍結ヒト組織からの卵巣卵胞単離の最初のステップは解凍手順です。このプロセスは、前述のように、凍結保存された卵巣組織の移植に使用される臨床プロトコルに基づいて実行されます1415。このプロセスは、培地の濃度を下げて卵巣皮質をすすぐことにより、凍結保護剤を除去することを目的としています。次に、卵胞を回収するために酵素的および機械的単離の前に組織を断片化する。異なる段階の卵胞は、関心のあるものを分離するために、高倍率および高品質の光学系を備えた実体顕微鏡を使用して区別することができる。単離された各卵胞は、顕微鏡に統合された定規を使用して測定され、卵胞は、原始卵胞(30 μm)、一次卵胞(60 μm)、二次卵胞(120-200 μm)、および胞状卵胞(>200 μm)の発達段階に応じてプールできます16。卵胞の形態に従ってさらなる分類を行うことができます:原始卵胞は1層の平らな顆粒膜細胞(GC)を有し、一次卵胞は1層の直方体GCを有し、二次卵胞は少なくとも2層の直方体GCを有し、そしてGC間の空洞の存在は胞状段階を特徴付ける。目的の卵胞が選択されると、RNA抽出が行われます。RNAの量と質は、リアルタイム定量ポリメラーゼ連鎖反応(RT-qPCR)の前に評価されます(図1)。

Protocol

このプロジェクトは、エラスメ病院倫理委員会(ベルギー、ブリュッセル)によって承認されました。このプロトコルに含まれる患者は、2000年に化学療法曝露前に生殖能力温存のための卵巣組織凍結保存(OTC)を受けました。患者は、保管期間の終わりに残りの凍結組織を研究に寄付するための書面による同意に署名しました。 1.凍結保存された卵巣組織の解凍…

Representative Results

この単離手順を使用して、実験者は間質環境から卵胞を回収し、特定の遺伝子発現分析を行うことができます。卵胞の大きさと形態に基づいて、卵胞形成のさまざまな段階を区別することが可能です。実験者は、適合したマイクロキャピラリーピペットを使用して、サイズに応じて目的の卵胞を選択できます。最大75μmのマイクロキャピラリーを使用することにより、原始卵胞と一次卵胞を?…

Discussion

卵巣組織の凍結保存は、がん患者の生殖能力を維持するための有望なアプローチです。診療所では、融解した皮質組織が寛解後に患者に移植され、卵巣機能と生殖能力の再開が可能になります19,20。臨床使用に加えて、卵胞形成を調節するメカニズムを研究するために、保存期間の終わりに研究のために残留卵巣断片を提供することもできます。さ…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この研究は、Excellence of Science(EOS)助成金(ID:30443682)によってサポートされました。ベルギー国立科学財団(FNRS)の准研究員。

Materials

2 mm gridded Petri dish Corning 430196
2100 Bioanalyzer instrument Agilent G2939BA
2100 Expert software Agilent version B.02.08.SI648
4-wells plate Sigma Aldrich D6789
6-wells plate Carl Roth  EKX5.1
Agilent total RNA 6000 pico kit Agilent 5067-1513
Ascorbic acid Sigma Aldrich A4403
Aspirator tube assemblies for microcapillary pipettes Sigma Aldrich A5177
Centrifuge Eppendorf 5424R
Collagenase IV LifeTechnologies 17104-019
DMSO Sigma Aldrich D2650
DNase Sigma Aldrich D4527-10kU
FBS Gibco 10270-106
GoScript reverse transcriptase Promega A5003
HSA CAF DCF  LC4403-41-080
Leibovitz-15 LifeTechnologies 11415-049
L-Glutamine Sigma Aldrich G7513
McCoy’s 5A + bicarbonate + Hepes LifeTechnologies 12330-031
McIlwain tissue chopper Stoelting 51350
Microcapillary RI EZ-Tips 200 µm CooperSurgical 7-72-2200/1
Microcapillary RI EZ-Tips 75 µm CooperSurgical 7-72-2075/1
NanoDrop 2000/2000c operating software ThermoFisher version 1.6
NanoDrop spectrophotometer ThermoFisher 2000/2000c
Penicillin G Sigma Aldrich P3032
PowerTrack SYBR green master mix ThermoFisher A46109
Primers: GDF9 F: CCAGGTAACAGGAATCCTTC R: GGCTCCTTTATCATTAGATTG
Primers: HPRT F: CCTGGCGTCGTGATTAGTGAT R: GAGCACACAGAGGGCTACAA
Primers: Kit Ligand F: TGTTACTTTCGTACATTGGCTGG R: AGTCCTGCTCCATGCAAGTT
Real-Time qPCR Quantstudio 3 ThermoFisher A33779
RNAqueous-micro total RNA isolation kit ThermoFisher AM1931
Selenium Sigma Aldrich S9133
Sodium pyruvate Sigma Aldrich S8636
Stereomicroscope Nikon SMZ800
Streptomycine sulfate Sigma Aldrich S1277
Sucrose Sigma Aldrich S1888
Thermo Scientific Forma Series II  water-jacketed CO2 incubators ThermoFisher 3110
Thomas Stadie-Riggs tissue slicer Thomas Scientific 6727C10
Transferrin Roche  10652202001

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Cite This Article
Devos, M., Dias Nunes, J., Demeestere, I. Gene Expression Analyses in Human Follicles. J. Vis. Exp. (192), e64807, doi:10.3791/64807 (2023).

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