هنا ، نصف عزل الميتوكوندريا عن الخلايا الجذعية الوسيطة المشتقة من الدهون من الفئران ، ثم ننقل الميتوكوندريا إلى بويضات الفئران القديمة لتحسين جودة البويضات.
مقالة منهجية
هنا ، نصف عزل الميتوكوندريا عن الخلايا الجذعية الوسيطة المشتقة من الدهون من الفئران ، ثم ننقل الميتوكوندريا إلى بويضات الفئران القديمة لتحسين جودة البويضات.
بسبب انخفاض كمية ونوعية البويضات المرتبطة بالعمر ، انخفضت خصوبة النساء فوق سن 35 عاما بشكل حاد. لا تزال الآليات الجزيئية التي تحافظ على جودة البويضات غير واضحة ، وبالتالي يصعب زيادة معدل المواليد للنساء فوق سن 35 عاما في الوقت الحالي. تحتوي البويضات على ميتوكوندريا أكثر من أي نوع من الخلايا في الجسم ، ويمكن أن يؤدي أي خلل وظيفي في الميتوكوندريا إلى انخفاض جودة البويضات. في التسعينيات ، أدى نقل سيتوبلازمي البويضات إلى نجاح كبير في التكاثر البشري ولكنه كان مصحوبا بخلافات أخلاقية. من المتوقع أن تكون زراعة الميتوكوندريا الذاتية تقنية مفيدة لزيادة جودة البويضات التي انخفضت بسبب العمر. في الدراسة الحالية ، استخدمنا الخلايا الجذعية المشتقة من الدهون من الفئران المسنة كمتبرع بالميتوكوندريا لزيادة جودة بويضات الفئران المسنة. سيوفر التطوير الإضافي لتكنولوجيا نقل الميتوكوندريا الذاتية علاجا جديدا وفعالا للعقم لدى النساء المسنات.
أحد العوامل المهمة التي تؤثر على خصوبة الإناث هو شيخوخة البويضات. انخفاض جودة البويضات هو السبب الرئيسي للعقم عند النساء المسنات. ومع ذلك ، فإن السبب الرئيسي لشيخوخة البويضات والآلية الجزيئية التي تنظم جودة البويضات لا يزالان غير واضحين. أشارت الدراسات السابقة إلى أن كلا من عدد ونوعية الميتوكوندريا يشاركان في مراقبة جودة البويضات والتطور الجنيني1،2،3. يرتبط الانخفاض في كمية ونوعية الميتوكوندريا ارتباطا وثيقا بالشيخوخة3.
بذلت العديد من المحاولات لتحسين وظيفة الميتوكوندريا في البويضات المسنة ، بما في ذلك المكملات الغذائية للميتوكوندريا ونقل الميتوكوندريا. تشمل المكملات الغذائية المعروفة والفعالة للميتوكوندريا الإنزيم المساعد Q10 (CoQ10) وحمض ألفا ليبويك (α-LA) والريسفيراترول (RSV)4. أظهرت الدراسات أن مكملات CoQ10 لا يمكن أن تحسن فقط الانخفاض المرتبط بالعمر في كمية ونوعية البويضات ، ولكن أيضا تعزز التطور الطبيعي والإباضة للبويضات5. يبطئ α-LA تدهور جودة البويضات المرتبط بالشيخوخة والنمط الظاهري الأيضي للمرضى الذين يعانون من متلازمة المبيض المتعدد الكيسات (PCOS) 6،7. يمكن أن يقلل الريسفيراترول من عدد البويضات ذات المغازل غير الطبيعية وزيادة محاذاة الكروموسومات غير الصحيحة في الفئران المتقدمة في السن ، مع التأثير على التطور الجنيني بطريقة تعتمد علىالجرعة 8. ومع ذلك ، نظرا لأن التأثير السريري للمكملات الغذائية للميتوكوندريا لم يصل إلى المستويات المتوقعة ، يجب استكشاف علاجات فعالة أخرى.
تم تنفيذ المحاولة الأولى لنقل الميتوكوندريا في عام 1997. أدى نقل سيتوبلازم البويضات المانحة الصغيرة إلى البويضات المتلقية المسنة إلى تحسين جودة البويضة للمرضى المسنين ، الذين أنجبوا أطفالا أصحاء بنجاح9 ، وهو الأساس المنطقي وراء استخدام هذه التقنية. ومع ذلك ، لا يمكن تطبيق نقل السيتوبلازم للبويضات الخيفية على الممارسة السريرية لسببين رئيسيين - مشكلة عدم التجانس الجيني والقضايا التنظيمية الناجمة عن زرع الميتوكوندريا من المتبرع. أظهرت دراسة سابقة أن زرع الميتوكوندريا ذاتية الخلايا يمكن أن يحسن جودة البويضات وتطور الأجنة وخصوبة الفئران المسنة10 ، والتي لم يكن لديها مشاكل أخلاقية أو مشكلات عدم تجانس وراثي وحل بعض المشكلات الناجمة عن نقل سيتوبلازم البويضة المانحة إلى البويضات المتلقية10،11.
وفي الوقت نفسه ، كان نقل الميتوكوندريا ذاتية المنشأ متفوقا على تأثير المكملات الغذائية السابقة للميتوكوندريا على تحسين جودة البويضات11. لذلك ، فإن زرع الميتوكوندريا ذاتية المنشأ هو الخيار المناسب للتطبيق السريري لهذه التقنية12. يمكن الحصول على الخلايا الجذعية المشتقة من الدهون (ADSCs) عن طريق تقنية طفيفة التوغل ، وهي سهلة العزل والزرع ، ويمكن أن تكون خلية "بذور" مثالية للطب التجديدي. الميتوكوندريا غنية ب ADSCs ، ولا تنخفض وظيفة الميتوكوندريا مع تقدم العمر ، مما يشير إلى أن ADSCs هي مصدر ممتاز للميتوكوندريا13،14. في هذا البروتوكول ، نقدم طريقة لنقل الميتوكوندريا للخلايا الجذعية الوسيطة المشتقة من الدهون من الفئران إلى بويضات الفئران القديمة لتحسين جودة البويضة. هذا نموذج مفيد لتقنية نقل الميتوكوندريا الذاتية ADSC البشرية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تمت الموافقة على جميع التجارب على الموصوفة من قبل لجنة أخلاقيات البحوث الحيوانية في المستشفى الثالث التابع ، جامعة سوشو. تتبع جميع العمليات الوكالة المناسبة لرعاية واستخدامها والإرشادات الوطنية. راجع جدول المواد للحصول على تفاصيل حول جميع المواد والأدوات والكواشف المستخدمة في هذا البروتوكول.
1. عزل وتوصيف الخلايا الجذعية الوسيطة المشتقة من الدهون في الفئران (ADSCs)
2. عزل الميتوكوندريا عن الخلايا الجذعية الدهنية
ملاحظة: يجب إجراء جميع عمليات عزل الميتوكوندريا على الجليد.
3. التحفيز الفائق للمبيض
4. نقل الميتوكوندريا مع الحقن المجهري
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
في هذا البروتوكول ، قمنا بعزل وتمييز ADSCs من دهون الفئران (الشكل 1). للحصول على الميتوكوندريا المعزولة ، يجب تعطيل غشاء الخلية باستخدام الخالط الزجاجي. (الشكل 2 أ). من المهم الحصول على جزء ميتوكوندريا موحد بدون كتل كبيرة حتى لا يتم حظر أنبوب الحقن المجهري. أولا ، 200 ميكرولتر ، ثم 10 ميكرولتر ، يجب استخدام أطراف الماصة لإعادة تعليق المتجانسات برفق ؛ أخيرا ، يجب استخدام إبرة 29 جم للشفط ببطء مرتين أو ثلاث مرات للحصول على مكونات الميتوكوندريا التي يمكن استخدامها ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تحتوي البويضات على ميتوكوندريا أكثر من أي نوع من الخلايا في الجسم ، مع ~ 1-5 × 10 5أرقام نسخ mtDNA. الميتوكوندريا ضرورية لنضج البويضات والتخصيب والتطور الجنيني ، وبالتالي ، فإن أي خلل وظيفي في الميتوكوندريا يمكن أن يؤدي إلى انخفاض جودة البويضات. يرتبط انخفاض كمية الميتوكوندريا وجودتها ارتباطا وثيقا بالشيخوخة الفسيولوجية. في هذا البروتوكول ، تم تقديم طريقة بسيطة لعزل الميتوكوندريا عن ADSCs للفئران المسنة ونقلها إلى بويضات الفئران القديمة لمحاولة تحسين جودة البويضات القديمة.
...الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح للإفصاح عنه.
يرغب المؤلفون في الإعراب عن تقديرهم للدعم المقدم من المؤسسة الوطنية لعلوم الطبيعة في الصين (82001629 إلى XQS) ، ومشروع البحث الأساسي لمكتب تشانغتشو للعلوم والتكنولوجيا بموجب المنحة رقم CJ20200110 (إلى YJAY) ، وبرنامج الشباب لمؤسسة العلوم الطبيعية في مقاطعة جيانغسو (BK20200116 إلى XQS) ، وتمويل أبحاث ما بعد الدكتوراه في مقاطعة جيانغسو (2021K277B إلى X ، س.س.).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 0.05٪ تريبسين / EDTA | Gibco | 25300054 | زراعة الخلايا |
| ؛ 4٪ بارافورمالدهايد | بيوتيم | P0099 | التألق المناعي |
| 40 & مصفاة الخلايا m | Corning | 352340 | ADSC عزل |
| الحث الشحمي | Cyagen | HUXXC-90031 | التمايز متعدد الاتجاهات |
| محلول تلطيخ أحمر أليزارين | Sigma | A5533 | للتمايز متعدد الاتجاهات |
| ضد CD29 | BD Biosciences | 558741 | تحليل التدفق |
| الجسم المضاد ضد CD34 | BD Biosciences | تحليل تدفق 560942 | |
| الأجسام المضادة ضد CD90 | BD Biosciences | 553016 | تحليل |
| التدفق الجسم المضاد ضد HLA-DR | BD Biosciences | 555560 | تحليل |
| التدفق & بيتا - أكتين | Abcam | ab-8226 | اختبار وظيفة الميتوكوندريا |
| BSA | Sigma | V900933 | التألق المناعي |
| CCCP | Solarbio | C6700 | الميتوكوندريا JC-1 تحليل التدفق |
| ChamQ العالمي SYBR qPCR Master Mix | Vazyme | Q711 | qPCR |
| collagenase النوع الأول | Sigma | SCR103 | ADSC عزل |
| DAPI | Invitrogen | D1306 | التألق المناعي |
| DMEM-F12 | Gibco | 11320033 | ثقافة الخلايا |
| DMSO | Sigma | 276855 | الميتوكوندريا JC-1 تحليل |
| التدفق EGTA | Sigma | 324626 | عزل الميتوكوندريا |
| FBS | Gibco | 10100147 | قياس تدفق ثقافة الخلايا |
| BD Biosciences | FACSCanto & تجر; II | خصائص مجهر مضان ADSCs | |
| leica | DM2500 | الجيلاتين المناعي | |
| Sigma | 48722 | زجاجي متعدد الاتجاهات | |
| Sangon | F519062 | عزل الميتوكوندريا | |
| hCG | Aibei | M2520 | التحفيز الفائق للمبيض |
| هيالورونيداز | سيجما | H1115000 | التحفيز الفائق للمبيض |
| المجهر المقلوب | أوليمبوس | IMT-2 | |
| تلطيخ الميتوكوندريا المعزول | Sigma | CS0760 | تدفق الميتوكوندريا JC-1 |
| Sigma | T4069 | اختبار وظيفة الميتوكوندريا | |
| KCl | Sigma | P5405 | نقل الميتوكوندريا |
| KH2PO4 | Sigma | P5655 | نقل |
| الميتوكوندرياLaminB | Abcam | ab-16048 | اختبار وظيفة الميتوكوندريا |
| M16 متوسط | سيجما | M7292 | ثقافة خلايا الجنين |
| M2 متوسط | سيجما | M7167 | ثقافة خلايا الجنين |
| مانيتول | سيجما | M9546 | نقل الميتوكوندريا |
| حاقن ميكرو | أوليمبوس + إيبندورف | IX73 | نقل الميتوكوندريا |
| MitoTracker أحمر | Invitrogen | M22425 | تلطيخ الميتوكوندريا |
| MOPS | Sigma | M1442 | عزل الميتوكوندريا |
| الخيوط العصبية عديد الببتيد (NFM) | سانتا كروز للتكنولوجيا الحيوية | sc-16143 | التمايز متعدد الاتجاهات |
| الحث العصبي | Gibco | A1647801 | التمايز متعدد |
| الاتجاهات إييولاز النوعي للخلايا العصبية (NSE) | سانتا كروز التكنولوجيا الحيوية | sc-292097 | التمايز متعدد الاتجاهات |
| أحمر O | Sangon | E607319 | زيت التمايز الأديبوجيني |
| الأحمر O الحل | Sigma | O1516 | التمايز متعدد الاتجاهات تحريض |
| العظم | Cyagen | HUXXC-90021 | التمايز متعدد الاتجاهات |
| PBS (محلول ملحي مخزن بالفوسفات) | Hyclone | SH30256.LS | زراعة الخلايا |
| البنسلين والستربتومايسين | هيكلون | SV30010 | ثقافة الخلايا |
| PMSG | Aibei | M2620 | الفائق التحفيز المبيض |
| Sigma | P8340 | عزل الميتوكوندريا | |
| السكروز | سيجما | V900116 | عزل الميتوكوندريا |
| تريس | سيجما | 648314 | عزل الميتوكوندريا |
| Tris-HCl | Sigma | 108319 | نقل الميتوكوندريا |
| Triton X-100 | beyotime | P0096 | التألق المناعي |
| VDAC | Abcam ab-14734 | اختبار وظيفة الميتوكوندريا |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن