Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Developmental Biology

Specifiche Step-ordinamento di mouse spermatidi mediante citometria di flusso

Published: December 31, 2015 doi: 10.3791/53379
* These authors contributed equally

Abstract

La differenziazione di spermatidi topo è uno processo critico per la produzione di un gamete maschile funzionale con un genoma intatto da trasmettere alla generazione successiva. Finora, gli studi molecolari di questa transizione morfologica sono stati ostacolati dalla mancanza di un metodo che consente un'adeguata separazione di queste importanti fasi di differenziazione spermatid per analisi successive. Precedenti tentativi di gate adeguato di queste cellule in citometria a flusso potrebbe essere stato difficile a causa di un particolare aumento della fluorescenza del DNA in spermatidi in fase di rimodellamento della cromatina. Sulla base di questa osservazione, noi forniamo i dettagli di un semplice sistema di citometria a flusso, che permette la purificazione riproducibile di quattro popolazioni di spermatidi topo fissate con etanolo, ognuno dei quali rappresenta uno stato diverso nel processo di rimodellamento nucleare. L'arricchimento della popolazione è confermato per mezzo di marcatori specifici per step e criteri morfologici. Gli spermatidi purificati possono essere utilizzati per genomica e proteomic analisi.

Protocol

Cura degli animali era in conformità con la cura degli animali e l'uso comitato Université de Sherbrooke.

1. Preparazione del tubo

  1. Il giorno prima separazione delle cellule, aggiungere 1-2 ml di siero inattivato al calore fetale bovino (FBS) a 5 ml in polipropilene provette con fondo arrotondato, e di 15 ml e 50 ml tubi in polipropilene coniche.
    Passaggio fondamentale: Assicurarsi che ogni tubo utilizzato nel protocollo è rivestito.
    Nota: Rivestimento FBS impedisce alle cellule germinali di attaccarsi alle pareti del tubo.
  2. Mescolare lentamente O / N per inversione a 4 ° C per rivestire i tubi in modo uniforme con un rotatore.
  3. Il giorno successivo, togliere FBS da tubi rivestiti per decantazione.
    1. * Passo critico: Assicurarsi che i 5 ml in polipropilene provette con fondo arrotondato e le 15 e 50 ml tubi utilizzati per la preparazione delle cellule (protocollo passaggi 2,1-2,11) sono completamente svuotati di FBS per prevenire Fanning (ad esempio, deviazione imprecisa dei torrenti laterali). Utilizzare una pipetta P200 per rimuovere le FBS.
    2. Lascia un piccolo volume residuo di FBS (circa 100-200 ml) in polipropilene da 5 ml tubi tondi fondo utilizzati per la raccolta delle cellule purificate.

2. Preparazione delle cellule

  1. Sacrifica un topo maschio in anestesia con O 2 / isoflurano (induzione al 5% poi mantenuto al 2%), seguito da CO 2 asfissia.
  2. Accise e decapsulate entrambi i testicoli e tritare con piccole forbici in 500 ml di smistamento tampone in una provetta da 1,5 ml.
  3. Cellule germinali Flush da tubuli seminiferi di dolce pipettando su e giù nel tubo 1,5 ml, prima con una punta tronca 100-1000 ml, e poi con un intatto punta 100-1000 ml.
  4. Rimuovere i detriti e ciuffi dopo passo una filtrazione con un colino cella 40 micron e raccogliere filtrato nei 50 ml prev tubo conicoiously rivestito con FBS al punto 1.
  5. Lavare il filtro una volta con tampone di smistamento fino ad un volume totale di 3 ml e trasferimento filtrato nel tubo da 15 ml precedentemente rivestito in passaggio 1.
  6. Aggiungere 16 ml di 50 mM EDTA pH 8 per millilitro di sospensione cellulare (48 ml per 3 ml) in modo da ottenere una concentrazione finale di 0,8 mM EDTA.
  7. Per risolvere le cellule germinali, lentamente aggiungere 3 volumi di ghiacciata etanolo al 100% con un 10 ml pipetta con agitazione (vortex a bassa velocità), che produrrà una sospensione lattiginosa.
    Step critico: lentamente aggiungendo etanolo è cruciale e importante preservare l'integrità della preparazione cellulare. Abbiamo notato che la rapida aggiunta di etanolo provoca la lisi delle cellule con una conseguente notevole diminuzione dell'efficienza della selezione. Per una sospensione cellulare 3 ml, 9 ml di etanolo dovrebbe essere aggiunto in circa 1 min.
  8. Incubare le cellule in ghiaccio per 15 minuti con miscelazione occasionali per inversione.
  9. Sospensione cellulare a 800 xg Centrifugare per 5 min e rimuovere il chiarosurnatante.
  10. Risospendere delicatamente le cellule germinali fissati in 2 ml di cernita tampone.
  11. Aggiungere 4 ml di colorante DNA SYTO16 (soluzione 1 mM in DMSO) e incubare per almeno 30 min (protetto dalla luce).
    Nota: I risultati migliori si ottengono utilizzando ordinamento SYTO16 poiché è un colorante DNA permeabile che è facilmente incorporato in nuclei altamente compattati di spermatidi.

Sorter 3. cellulare Set Up

Viene utilizzato 20 parametri cell sorter BDFACSAria III Ecco, un 4-Laser (rosso 405 nm - viola, 488 nm - blu, 561 nm - - giallo-verde, 633 nm): Nota. Il software BD FACSDiva 6.1.3 viene utilizzato per visualizzare e analizzare i dati. Le impostazioni possono variare a seconda del tipo di sorter utilizzato.

  1. Sterilizzare il sorter FACS eseguendo il 70% di etanolo come fluido di trasporto durante la procedura di spegnimento fluidica (menu "Cytometer" del software) prima di smistamento. Selezionare "Citometro" nella barra degli strumenti del software e scegliere "sh Fluidicutdown ". Seguire la procedura citati dai processi.
  2. Preparare e filtrata 1x PBS con un filtro da 0,22 micron in modo da eliminare eventuali cristalli e contaminanti. Riempire il serbatoio guaina la linea di saldatura superiore all'interno del serbatoio.
  3. Avviare il software ed eseguire il login. Avviare il sorter FACS a scaldare i laser per almeno 30 minuti prima di smistamento. Eseguire due processi di avvio fluidici per scovare l'etanolo dai fluidica. Selezionare "Citometro" nella barra degli strumenti del software e scegliere "avvio Fluidic". Seguire i passaggi indicati dai processi.
    Nota: Questo ripristina fluidica con normale liquido guaina (1x PBS).
  4. Pulire il blocco di ordinamento e le piastre di deflessione con acqua distillata e asciugare accuratamente. Sonicare un ugello 100 micron posto in un tubo di acqua distillata per 2 minuti in un bagno di sonicazione. Pulire a fondo l'ugello.
  5. Inserire l'ugello 100 micron nella cella di flusso e ruotare l'ugello leva di bloccaggio in senso orario al 12Posizione hr. Impostare la pressione della guaina di 20 psi.
  6. Accendere il torrente e regolare l'ampiezza di ottenere valori di riferimento per la frequenza (circa 30), Goccia 1 (circa 150) e Gap (circa 12), e di stabilire un modello di gocce di troncaggio stabile (gocce pochi satellite). Spegnere attenuazione.
  7. Assicurarsi che il flusso sia diritto e colpisce il centro dell'aspiratore rifiuti cambiando l'angolo del blocco genere. Nota: Un ugello 130 micron a 10 psi è stato anche testato ed è stato trovato nessuna differenza evidente.
  8. Impostare ritardo laser a 0 per il blu, -77,39 per il rosso, 37.33 per il viola e -39,85 per i laser di colore giallo-verde.
  9. Impostazione delle aree di scala di 1,14 per il blu, 1.0 per il rosso, 0,75 per la viola e 0.96 per i laser di colore giallo-verde.
  10. Utilizzando un Sort Test (nella finestra "laterale Stream" del software), fare in modo che i flussi laterali non sono Fanning. Nella finestra "laterale Stream", regolare i cursori di tensione di ogni flusso lato in modo che hanno colpito il middle di tubo di raccolta di prova. Se il flusso centrale non è stretto, regolare il 2 °, 3 ° e 4 impostazioni ° drop per limitare il flusso centrale.
  11. Avviare l'installazione citometro e tracking (CS & T) applicazione nel (menu "Cytometer") del software.
  12. Utilizzare l'Installazione e monitoraggio perline citometro a 1 goccia per 350 ml per automatizzare la caratterizzazione e il monitoraggio delle prestazioni citometro utilizzando le istruzioni del produttore.
  13. Chiudere l'applicazione CS & T. Applicare impostazione CS & T, assicurarsi che i parametri di flusso consentono ancora un andamento stabile delle gocce di troncaggio, e attivare il pulsante di Sweet Spot come descritto nelle istruzioni del produttore (nella "finestra breakoff").
  14. Ottimizzare il valore di goccia di ritardo utilizzando perline fluorescenti (vedi Tabella dei Materiali).
    1. Installare i tubi di raccolta nel supporto. Aprire la porta blocco tipo. Nella finestra "laterale Stream", accendere la tensione, quindi selezionare "Test di sorta "e fare clic sul pulsante aspiratore cassetto per aprire il cassetto e avere accesso ai tubi di raccolta.
    2. Ottimizzare i flussi laterali così vanno al centro del tubo. Regolare i valori e cursori come necessario.
    3. Chiudere la porta blocco tipo e assicurarsi di regolare il quadrante del micrometro per ottenere il posto tallone luminoso al centro. Cassetto rifiuti deselezionare, prova sorta e la tensione. Rimuovere i tubi di raccolta.
    4. Ottimizzare il ritardo calo secondo le istruzioni del fabbricante.
      1. In breve, agitare tallone fiala vigorosamente e diluire 1 goccia di perline in 0,5 ml di PBS.
      2. Utilizzando le istruzioni del produttore, impostare il ritardo goccia utilizzando il modello esperimento goccia Ritardo disponibili nel software. In alternativa, utilizzare la funzione Auto Goccia Ritardo per impostare il ritardo goccia.
      3. Caricare il tubo di perline fluorescenti e regolare la portata fino a quando il tasso di soglia è ~ 3.000 a 4.000 eventi / secondo. Impostare la precisione sorta di "iniziale" e finalemente a "sintonizzare" nella finestra "Layout Sort". Selezionare il filtro ottico e ordinare perline. Regolare il ritardo di goccia fino ~ 100% sono allineati a sinistra.
        Nota: Questo passaggio è fondamentale per fare in modo che le cellule di interesse specie in un flusso laterale. Le perline e il filtro ottico sono utilizzati per ottenere vicino a una deviazione gocciolina 100%.
  15. Posizionare un ND (neutral density) Filtro FSC 1.5 all'estremità sinistra del blocco rilevatore FSC. Impostare l'estensione della finestra di 2.00 ms e il ridimensionamento FSC area a 1,00 (nella scheda "Laser" nella finestra "citometro").
  16. Prima di caricare provetta posizionare una linea di filtro campione di 50 um alla fine della linea di campionamento per evitare grumi. Per farlo, selezionate "Modifica filtro campione" nel menu "citometro".
  17. Testare la composizione del fluido campione per ottenere una buona separazione senza ventaglio tra flusso laterale e per evitare che le cellule di attaccarsi alla poliprotubi ne.
    1. Caricare la provetta, accendere le piastre di deflessione e selezionare "Test tipo" con il cassetto chiuso. Guardate i flussi laterali in caso di separazione senza troppi Fanning.
      Nota: Fanning è probabilmente dovuto ad un alta concentrazione di proteine ​​nel tampone.
  18. Caricare la provetta nello strumento FACS. Selezionare un campione di agitazione 300 rpm ed una temperatura del campione di 4 ° C. Selezionare "Acquisire dati" nella "Acquisizione Dashboard".
  19. Se necessario, diluire il campione per ottenere un tasso di evento appropriato ad un massimo di 5000 eventi / sec (ad una portata massima di 3,0). Rigorosamente rispettare questi limiti in modo da mantenere la purezza delle cellule ordinati.
  20. Per analizzare e ordinare le celle, ottimizzare il valore di soglia FSC per eliminare i residui senza interferire con la popolazione di interesse. In scala logaritmica, regolare la tensione del rivelatore con il filtro 530/30 tubo fotomoltiplicatore (PMT) per rendereAssicurarsi che il segnale di fluorescenza della popolazione totale si inserisce all'interno della scala, e porta sulla popolazione positivo (Figura 1, Gate 1).
  21. Produrre un Forward Scatter-zona (FSC-A) / Side Scatter-zona (SSC-A) diagramma della popolazione positivo SYTO16 e regolare la FSC-A a circa 110 V in scala lineare, e la SSC-A a circa 150 V in scala logaritmica per visualizzare tutti gli eventi escludendo molto grandi cellule e aggregati cellulari.
  22. Nella finestra "Ordina Layout", impostare il "modo Ordinamento Precision" a "purezza 4-way" (maschera Yield: 0, Purezza Maschera: 32, Fase Maschera: 0). Selezionare "Continua" dal menu "Target Eventi" per l'ordinamento continuo.
  23. Aggiungere popolazioni per ordinare nel campo corrispondente ai tubi (nella finestra "Sort Layout"). Popolazioni posto con frequenze più alte al centro e quelli con frequenze più basse alle estremità. Impostare le piastre di tensione a 2.500 V. Durante l'ordinamento, mantenere la raccolta del campione tUBE su ghiaccio.

4. cella Ordinamento

  1. Immediatamente prima di smistamento, celle filtranti usando un filtro 50 micron in un precedentemente rivestito 5 ml in polipropilene tubo tondo fondo.
  2. Lavare il filtro a lungo con 1-2 ml di cernita tampone.
  3. Cellule germinali Ordina fissi utilizzando un attrezzato laser cell sorter 488 nm secondo lo schema di gating dettagliato in figura 1. Raccogliere frazioni purificate in polipropilene 5 ml provette con fondo arrotondato precedentemente rivestite nella sezione 1 su ghiaccio.
    1. Assicurarsi che 100-200 ml di FBS è conservato nei tubi di raccolta per evitare incollaggio delle cellule ordinati alla parete del tubo.
    2. Assicurarsi che la concentrazione di SYTO16 è saturare per evitare fluttuazioni di fluorescenza durante il periodo di smistamento. SYTO16 è saturare quando non c'è un'ulteriore variazione di intensità di colorazione della cellula al 488 parametro Alexa Fluor (colorazione DNA) nella grafica smistamento. Se necessario, aggiungere 1 ml diSYTO16 al tubo di smistamento per raggiungere la saturazione.
    3. Visualizzare gli eventi totali su un grafico che visualizza i seguenti parametri: numero di eventi vs Alexa Fluor 488-A.
    4. Selezionare le celle colorazione DNA positivi con Gate 1, come mostrato in Figura 1.
      1. Celle di visualizzazione dalla porta 1 su un grafico con SSC-A vs FSC-A come parametri
        1. Selezionare le celle con Gate 2, come mostrato in Figura 1.
        2. Celle di visualizzazione dalla Porta 2 su un grafico utilizzando FSC A vs Alexa Fluor 488-A come parametri.
        3. Selezionare celle con Gate 5 e 6 su Gate Porta 2 grafica, come mostrato in Figura 1.
        4. Visualizza separatamente Gate 5 e Gate 6 sulla grafica che utilizzano Alexa Fluor 488-W vs Alexa Fluor 488-A come parametri.
        5. Selezionare spermiogenesi i passaggi 1-9 spermatidi sul Gate 5 grafica e spermiogenesis passaggi 10-12 spermatidi sul cancello 6 grafici, come mostrato in Figura 1.
      2. Displaycellule dalla porta 1 su un grafico utilizzando FSC A vs Alexa Fluor 488-A come parametri
        1. Selezionare le celle con Gate 3 e Gate 4, come mostrato in Figura 1.
        2. Visualizza separatamente Gate 3 e Gate 4 sulla grafica che utilizzano Alexa Fluor 488-W vs Alexa Fluor 488-A come parametri.
        3. Selezionare spermiogenesi passaggi 13-14 spermatidi sul Gate 3 grafica e spermiogenesis passaggi 15-16 spermatidi sulla Porta 4 grafico, come mostrato in Figura 1.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Strategia di gating utilizzato con citometria a flusso

La figura 1 rappresenta la strategia di gating utilizzato in citometria a flusso per ordinare quattro popolazioni spermatidi altamente puri. In breve, le cellule con colorazione del DNA positivo (Alexa Fluor 488-A) sono selezionati prima con Porta 1. spermatidi da spermiogenesis Predellino 1-12 sono selezionati (Porta 2) su un diagramma a punti che mostra la granulosità (SSC-A) vs dimensioni (FSC -A) al Gate 1. Poi, spermatidi da spermiogenesi passaggi 1-9 e spermiogenesis passi 10-12 possono essere separati l'uno dall'altro secondo la variazione di intensità di colorazione DNA (Gate 5 e 6). Spermatidi da spermiogenesi passi 13-14 e 15-16 vengono selezionati direttamente dalle cellule colorate positivamente su una mostra dimensioni dot plot (FSC-A) vs colorazione del DNA (Alexa Fluor 488-A) (Gate 3 e 4). Tutte le popolazioni ordinati vengono ridefiniti con Alexa Fluor 488-W vs Alexa Fluor macchie 488-A punti per aumentare la purezza ir.

La convalida del sistema di depurazione mediante microscopia in epifluorescenza

La figura 2 rappresenta colorazione DAPI delle popolazioni selezionate di spermatidi mediante citometria di flusso. La spermiogenesi i passaggi 1-9 spermatidi visualizzano il nucleo tipico forma circolare delle spermatidi rotondi e ovali nucleo di forma del passo spermatogenesi 9 spermatidi. La spermiogenesi passaggi 10-12 spermatidi mostrano una grande a forma di gancio allungamento nucleo. Spermiogenesi passi 13-14 e 15-16 spermatidi hanno un nucleo di forma simile, ma differisce un po nel DNA intensità di colorazione, che ha consentito il loro ordinamento. Le fasi di differenziazione e la purezza delle diverse popolazioni sono state ordinate anche accertati utilizzando specifici biomarcatori, come descritto in un precedente studio 9. La purezza delle popolazioni spermatidi ordinate è illustrato nella tabella 1.

tenda "fo: keep-together.within-page =" 1 "> Figura 1
Figura 1. strategia di gating dettagliata per ordinare popolazioni ultrapura spermatidi. Rappresentazione schematica della strategia di gating utilizzato per ordinare spermiogenesi i passaggi 1-9 spermatidi, i passaggi 10-12 spermatidi, punti 13-14 spermatidi e passaggi 14-16 spermatidi contemporaneamente con un 488 nm cell sorter laser attrezzato. Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Figura 2
Figura 2. Visualizzazione spermatidi allineati secondo epifluorescenza. Spermatidi Ordinati sono cytospined su vetrini da microscopio, macchiato con DAPI e visualizzati con un microscopio a epifluorescenza con i filtri appropriati per DAPI e dotate di ca CCDmera. Le cellule sono mostrati in scala di grigi invertita. Bar = 20 micron. Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Tipo di cellula osservata in maggioranza Purezza Numero approssimativo di celle (8 ore di smistamento) Contaminanti
Popolazione 1 Passi 1-9 spermatidi 99-100% 4.000.000 Passo 10 spermatidi
Popolazione 2 Passi 10-12 spermatidi 95-98% 1.000.000 Spermatociti
POPOLAZIONE 3 Passi 13-14 spermatidi 99-100% 800.000 Spermatociti, i passaggi 1-9 spermatidi
Popolazione 4 Passi 15-16 spermatidi 98-100% 1.500.000 Spermatociti

Tabella 1: Ordinati popolazioni spermatidi e dei loro agenti inquinanti.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Cellule spermatogenic sono sempre stati difficili da studiare data la complessità del seminifero, nonché il limitato successo della coltura in vitro. Nel corso degli anni, molti approcci per purificare cellule germinali di varie specie sono stati sviluppati. Tecniche di sedimentazione che utilizzano purificazione gravità con Percoll o bovina siero gradienti di albumina solitamente forniscono una buona resa di cellule germinali intatte, ma mancano di adeguata definizione tra alcuni tipi di cellule come le cellule tetraploidi meiotico e spermatidi 10. Inoltre, queste tecniche richiedono particolari dispositivi (spesso fatte in casa) che non possono essere prontamente disponibili per molti laboratori, che le rende difficili da riprodurre senza processo ingombrante ed errori. Questi metodi sono anche in termini di tempo, molto sensibile alle vibrazioni e scomodo come l'apparecchiatura viene di solito mantenuta a 4 ° C per mantenere la vitalità cellulare. Quando ha successo, i metodi di sedimentazione tuttavia forniscono diversi milioni purificato dal vivo cells per la popolazione. Tuttavia, il basso livello di arricchimento delle cellule che può essere raggiunto è il principale svantaggio di tali tecniche come raggiunge raramente più di 80-90% di purezza. In alcuni casi, una contaminazione di 10-20% da altri tipi di cellule è presente quando misurata dal DNA, RNA o proteine, che rappresenta uno dei principali ostacoli analisi molecolari.

Quando si cerca di migliorare la purezza di popolazioni cellulari, alcuni ricercatori hanno combinato gravità sedimentazione ad altri metodi. Uno degli approcci più efficaci è quello di utilizzare i topi immaturi per limitare il numero di diverse popolazioni cellulari che rappresentano fasi successive. Si può approfittare della prima ondata della spermatogenesi e di ottenere una preparazione cella contenente cellule germinali fino ad una determinata fase di differenziazione in base al loro aspetto sequenziale dopo la nascita. Tuttavia, questo approccio combinato richiede più animali per compensare la quantità limitata di materiale di partenza e tuttavia non risolve la mancanza di definition dei metodi di sedimentazione. Inoltre, un tale approccio non può essere applicata praticamente successive celle tipi come spermatidi, ma viene utilizzato principalmente per spermatogoni e spermatocita primario. Inoltre, vi sono prove che la prima ondata della spermatogenesi può porto cellule con caratteristiche leggermente diverse da quella del epitelio ciclismo di topi maturo 11,12.

Vitamina A sincronizzazione di spermatogenesi è stato utilizzato anche per migliorare la purificazione cellula germinale come questa procedura restringe il numero di fasi presenti nei testicoli di un animale trattato. Tuttavia, questa procedura è stata utilizzata principalmente per sincronizzare spermatogenesi in ratti, con un certo successo riportato nei topi 13,14. Dalla nostra esperienza, vitamina A sincronizzazione nei topi è in termini di tempo, dà raramente risultati riproducibili e produce effetti collaterali nocivi sollevando preoccupazione per l'integrità cellulare dell'epitelio seminifero.

Other gruppi utilizzati con successo citometria a flusso per purificare cellule germinali di topo 15-18. Tuttavia, nessuno di loro ha riportato la purificazione delle popolazioni spermatidi ultimi gradini spermatidi rotondi. La nostra strategia di gating permette di purificare quattro popolazioni di cellule aploidi altamente purificate che rappresentano passi importanti differenziazione suscettibili di studi molecolari. Il vincolo principale del metodo descritto in questo documento può essere il rendimento limitato di cellule ordinati. L'elevato grado di purezza è alquanto ottenuto a scapito del numero di cellule ordinati. Tuttavia, per fare in modo che le condizioni di ordinamento sono ottimali, abbiamo aggiunto alcuni consigli fondamentali per il protocollo. Tutti questi consigli tecnici mirano ad aumentare sia il numero o la purezza di spermatidi ordinati. Ad esempio, l'uso di FBS tubi rivestiti di cernita notevolmente riduce la perdita di cellule che aderiscono ai tubi. Inoltre, utilizzando saturando concentrazione di SYTO16 aiuta a ridurre le variazioni di intensità di colorazione del DNA con conseguente populat più stabileioni come visto sul trame FACS e una migliore resa e la purezza di spermatidi ordinati nel corso di un periodo di 8 ore. ordinamento Inoltre, i consigli tecnici forniti per il FACS sorter set-up sicuramente contribuiscono ad aumentare l'efficienza complessiva di ordinamento per evitare zoccoli cellulari o contaminazione incrociata nella raccolta di tubi. In alternativa, cancelli possono essere espansi per aumentare il numero di cellule ordinati, eventualmente con una conseguente diminuzione della purezza piccola popolazione, che può essere accettabile per alcuni studi. Inoltre, le cellule germinali fissati in etanolo colorate con SYTO16 sono molto stabili a 4 ° C e possono essere ordinati per più di 8 ore con aggiustamenti gating limitate e supervisione. In definitiva, diversi giorni di smistamento possono essere raggruppati per ottenere un numero sufficiente di cellule per ogni applicazione.

Spermatidi flusso filtrate ottenuta come descritto qui possono essere utilizzati per una varietà di esperimenti. DNA da queste cellule può essere facilmente estratto utilizzando kit di purificazione del DNA genomico commerciali e dimostratoessere di qualità adeguata per analisi PCR 9 e sequenziamento di nuova generazione (dati non mostrati). Spermatidi Ordinati può essere utilizzato anche per le proteine ​​analisi 9 dove ci siamo esibiti diversi immunoblots contro marcatori specifici stadi per confermare l'elevata purezza degli spermatidi ordinati. Abbiamo verificato l'integrità cellulare delle spermatidi ordinati e abbiamo scoperto che il nucleo e nel citoplasma di tutte le popolazioni rimangono intatti. Tuttavia, abbiamo trovato una percentuale di passaggi 13-14 spermatidi e una parte minore di passaggi 15-16 spermatidi che mancano il loro flagello (dati non riportati). Quindi, le popolazioni di cellule germinali altamente puri scelti usando questo approccio sono adatti per analisi proteomica e genomica, così come altre applicazioni.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgments

Gli autori desiderano ringraziare il Dr. Leonid Volkov e Éric Bouchard per la loro consulenza tecnica in materia di epifluorescenza.

Sostegno finanziario

Finanziato dal Canadian Institutes of Health Research (sovvenzione # MOP-93.781) a GB

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Isoflurane ABBOT 05260-05 For mouse anesthesia before euthanasia
Fetal bovine serum Wisent 90150 For tube coating
1x PBS
EDTA BioShop EDT For sorting buffer preparation
HEPES Sigma H For sorting buffer preparation
100% Ethanol Les alcools de commerce 092-09-11N For cell fixation
SYTO 16 Life Technologies S7578 DNA staining
5 ml polypropylene round bottom tubes BD Falcon 352063 Sorted cells collection
15 ml polypropylene conical bottom tubes PROgene 1500
50 ml polypropylene conical bottom tubes PROgene 5000
TEC4 anaesthetic vaporizer Ohmeda 1160526 For mouse euthanasia
CO2 gas tank Praxair C799117902 For mouse euthanasia
O2 gas tank Praxair O254130501 For mouse euthanasia
Homemade mouse gas chamber For mouse euthanasia
40 µm Falcon cell strainer Corning Incorporated 352340
50 μm sample line filters BD Biosciences 649049
Vortex mixer Labnet international, inc. S0200 For cell fixation
Dynac centrifuge Clay Adams 101
Celltrics 50 µm filters Partec 04-004-2327
488 nm laser-euipped cell sorter BD Biosciences FACSAria III
Accudop Fluorescent Beads BD Biosciences 345249
Sorting Buffer: 1x PBS, 1 mM EDTA pH 8.0, 25 mM HEPES pH 7.0, 1% FBS FBS is heat-inactivated. Make fresh solution, 0.22 μm filtered and keep at 4°C.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Sato, T., et al. In vitro production of functional sperm in cultured neonatal mouse testes. Nature. 471 (7339), 504-507 (2011).
  2. Sato, T., et al. In vitro production of fertile sperm from murine spermatogonial stem cell lines. Nat. Commun. 2, 472 (2011).
  3. Sun, X., Kovacs, T., Hu, Y. -J., Yang, W. -X. The role of actin and myosin during spermatogenesis. Mol. Biol. Rep. 38 (6), 3993-4001 (2011).
  4. Cheng, C. Y., Mruk, D. D. Cell junction dynamics in the testis: Sertoli-germ cell interactions and male contraceptive development. Physiol. Rev. 82, 825-874 (2002).
  5. Laiho, A., Kotaja, N., Gyenesei, A., Sironen, A. Transcriptome profiling of the murine testis during the first wave of spermatogenesis. PLoS ONE. 8 (4), (2013).
  6. Leduc, F., Maquennehan, V., Nkoma, G. B., Boissonneault, G. DNA damage response during chromatin remodeling in elongating spermatids of mice. Biol. Reprod. 78 (2), 324-332 (2008).
  7. Meistrich, M. L., Mohapatra, B., Shirley, C. R., Zhao, M. Roles of transition nuclear proteins in spermiogenesis. Chromosoma. 111 (8), 483-488 (2003).
  8. Grégoire, M. -C., et al. Male-driven de novo mutations in haploid germ cells. Mol. Hum. Reprod. 19 (8), 495-499 (2013).
  9. Simard, O., et al. Instability of trinucleotidic repeats during chromatin remodeling in spermatids. Hum. Mutat. , (2014).
  10. Wykes, S. M., Krawetz, S. Separation of spermatogenic cells from adult transgenic mouse testes using unit-gravity sedimentation. Mol. Biotechnol. 25 (2), 131-138 (2003).
  11. Yoshida, S., et al. The first round of mouse spermatogenesis is a distinctive program that lacks the self-renewing spermatogonia stage. Development (Cambridge, England). 133 (8), 1495-1505 (2006).
  12. Moreno, R. D., Lizama, C., Urzúa, N., Vergara, S. P., Reyes, J. G. Caspase activation throughout the first wave of spermatogenesis in the rat. Cell Tissue Res. 325 (3), 533-540 (2006).
  13. Meistrich, M. L., Trostle-Weige, P. K., Van Beek, M. E. Separation of specific stages of spermatids from vitamin A-synchronized rat testes for assessment of nucleoprotein changes during spermiogenesis. Biol. Reprod. 51 (2), 334-344 (1994).
  14. van Pelt, A. M., de Rooij, D. G. Synchronization of the seminiferous epithelium after vitamin A replacement in vitamin A-deficient mice. Biol. Reprod. 43, 363-367 (1990).
  15. Getun, I. V., Torres, B., Bois, P. R. J. Flow cytometry purification of mouse meiotic cells. J. Vis. Exp. , (2011).
  16. Kovtun, I. V., McMurray, C. T. Trinucleotide expansion in haploid germ cells by gap repair. Nature Genet. 27 (4), 407-411 (2001).
  17. Bastos, H., et al. Flow cytometric characterization of viable meiotic and postmeiotic cells by Hoechst 33342 in mouse spermatogenesis. Cytometry A. 65 (1), 40-49 (2005).
  18. Lassalle, B., Ziyyat, A., Testart, J., Finaz, C., Lefèvre, A. Flow cytometric method to isolate round spermatids from mouse testis. Hum. Reprod. 14 (2), 388-394 (1999).

Tags

Biologia dello Sviluppo Numero 106 spermatogenesi spermiogenesi spermatide citometria a flusso separazione delle cellule il DNA il rimodellamento della cromatina
Specifiche Step-ordinamento di mouse spermatidi mediante citometria di flusso
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Simard, O., Leduc, F., Acteau, G.,More

Simard, O., Leduc, F., Acteau, G., Arguin, M., Grégoire, M. C., Brazeau, M. A., Marois, I., Richter, M. V., Boissonneault, G. Step-specific Sorting of Mouse Spermatids by Flow Cytometry. J. Vis. Exp. (106), e53379, doi:10.3791/53379 (2015).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter