هنا ، نقدم طريقة لإجراء حقن المنوية المستديرة (ROSI) في الفئران ، وهي تقنية ذات تطبيقات سريرية واعدة وفائدة للتحقيق في الآليات الكامنة وراء التطور الجنيني.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
هنا ، نقدم طريقة لإجراء حقن المنوية المستديرة (ROSI) في الفئران ، وهي تقنية ذات تطبيقات سريرية واعدة وفائدة للتحقيق في الآليات الكامنة وراء التطور الجنيني.
تمثل المنوية المستديرة ، التي تتميز بمحتواها الجيني أحادي الصيغة الصبغية ، الخلايا السلائف للحيوانات المنوية الناضجة. من خلال التقنية المبتكرة لحقن المنوية المستديرة (ROSI) ، يمكن تخصيب البويضات بنجاح وتطويرها إلى أجنة قابلة للحياة. في إنجاز رائد تم تحقيقه في عام 1995 ، ولد أول جنين فأر من خلال تقنية ROSI. ومنذ ذلك الحين ، برزت ROSI كأداة محورية لكشف الآليات المعقدة التي تحكم التطور الجنيني وتحمل إمكانات كبيرة في مختلف التطبيقات ، بما في ذلك تسريع توليد الفئران وإنتاج الفئران المعدلة وراثيا. في عام 1996 ، تم الوصول إلى معلم عندما ولد أول جنين بشري من خلال تقنية ROSI. ومع ذلك ، فقد أظهرت التطبيقات السريرية لهذه الطريقة نمطا متقلبا من النجاح والفشل. حتى الآن ، لم تجد تقنية ROSI تطبيقا واسع النطاق في الممارسة السريرية ، ويرجع ذلك أساسا إلى انخفاض كفاءتها في الولادة وعدم كفاية التحقق من سلامة الجنين. تقدم هذه المقالة وصفا شاملا للطرق الدقيقة لإجراء ROSI في الفئران ، بهدف إلقاء ضوء جديد على الأبحاث الأساسية وتطبيقاتها السريرية المحتملة.
تتضمن المرحلة الأخيرة من تكوين المنوية تحويل المنوية المستديرة إلى منوي كامل التطور ، يتميز بهياكل مميزة للرأس والرقبة والذيل الممدود1. يشمل هذا التحول تغييرات كبيرة في مورفولوجيا الخلية ، مثل تكثيف الكروماتين في النواة ، واستبدال الهستونات بالبروتامين ، وتكوين الجسيم الأكرومي ، وتطور غمد الميتوكوندريا ، وهجرة المريكز وفقدانها ، وتكوين بنية الذيل ، وإزالة المخلفات الخلوية2.
في عام 1992 ، ولد أول جنين بشري بنجاح من خلال تقنية حقن المنوية داخل الهيولى (ICSI)3. منذ ذلك الحين ، كان الباحثون يستكشفون إمكانية استخدام المنوية المستديرة ، التي تشترك في نفس التركيب الجيني أحادي الصيغة الصبغية مثل المنوية الناضجة ، لتخصيب البويضات والحفاظ على حالات الحمل القابلة للحياة2،4. بعد ذلك ، في عام 1996 ، تم تسليم أول جنين بشري تم تصوره عن طريق تقنية حقن المنوية المستديرة (ROSI) 5,6. تجدر الإشارة إلى أن الدراسات التي شملت الحقن المجهري و ROSI في الفئران تخلفت عن تلك التي أجريت على البشر بسبب قابلية غشاء بويضة الفأر للتلف أثناء عملية الحقن. تم حل هذه المشكلة بنجاح من خلال إدخال جهاز كسر الغشاء Piezo. وبالتالي ، في عام 1995 ، ولد أول فأر تم تصميمه من خلال تقنية ROSI. بالإضافة إلى ذلك ، يجري البحث عن ROSI في العديد من الأخرى7،8.
حاليا ، تتمحور الأبحاث حول ROSI بشكل أساسي حول الجوانب التالية: التطبيق السريري ، وتوضيح الآلية ، واستراتيجيات تعزيز الكفاءة التنموية ، إلى جانب التطبيقات الأوسع لتقنية ROSI. في سياق التطبيقات السريرية ، على الرغم من ولادة أول جنين بشري ROSI من خلال ROSI في عام 1996 ، فقد تميز التقدم بسلسلة من النجاحات والإخفاقات9،10،11،12. حتى الآن ، لم تحقق تقنية ROSI تنفيذا سريريا واسع النطاق ، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى انخفاض كفاءتها والحاجة إلى مزيد من التحقق فيما يتعلق بسلامة الأجنة التي يتم تصورها من خلال تقنية ROSI. تشير الإحصاءات غير المكتملة إلى أنه على الصعيد العالمي ، تم ولادة أقل من 200 جنين بشري تم تصورهم ب ROSI. حدثت نقطة تحول في فهم إمكانات تقنية ROSI في عام 2015 عندما أبلغ تاناكا وزملاؤه عن الولادة الناجحة ل 14 جنينا من خلال تقنية ROSI ، مما غرس ثقة متجددة في تطبيقها السريري وجدوى13،14. تحمل تقنية ROSI واعدة كبيرة لمواجهة تحديات بيولوجيا التناسل، لا سيما في مرضى فقد النطاف غير الانسدادي. بالإضافة إلى تطبيقاته السريرية ، يعمل ROSI كأداة قيمة لدراسة الآليات المعقدة للتطور الجنيني15،16،17.
تم إجراء العديد من الدراسات التي أجريت على للتحقيق في العوامل الأساسية التي تساهم في انخفاض كفاءة ROSI في تحقيق التطور الجنيني الكامل. تشمل هذه العوامل اختيار طرق تنشيط البويضات المساعدة (AOA) وتوقياتها ، والتشوهات في الاستقرار الجيني ، وعلى وجه الخصوص ، التشوهات في التعديلات اللاجينية من المهم أن ندرك أن المنوية المستديرة هي خلايا جرثومية غير ناضجة ، تختلف اختلافا كبيرا عن المنوية الناضجة في مختلف الجوانب الفسيولوجية. أشار ميزوكي ساكاموتو وزملاؤه إلى أن H3K27me3 ، المشتق من المنوية المستديرة ، يرتبط بالكروماتين الذي يصعب الوصول إليه ويؤدي إلى ضعف التعبير الجيني في أجنة ROSI18. في دراسة ذات صلة أجراها جينغ وانغ وزملاؤه ، ارتبطت إعادة برمجة العيوب في أجنة ROSI في المراحل النووية في الغالب بسوء التعبير عن مجموعة من الجينات المسؤولة عن تنشيط الجينوم الزيجوتيالبسيط 19. ووجدوا أيضا أن إدخال مثبط انتقائي من هيستون ليسين ميثيل ترانسفيراز 2 ، A366 ، يمكن أن يعزز معدل النمو الإجمالي بمقدار الضعف تقريبا.
يقف الفأر كواحد من أكثر النموذجية قيمة لدراسة التطور الجنيني. توضح هذه المقالة كيفية إجراء ROSI على الفئران. يشمل هذا البروتوكول الشامل اختيار الفئران المناسبة ، وإجراءات تحريض الإباضة التفصيلية ، وتقنيات AOA ، وتقنيات الحقن ، وإعداد الفئران البديلة. علاوة على ذلك ، نقدم تحليلا مقارنا لتأثيرات نظامي حقن على كفاءة الولادة: AOA متبوعا ب ROSI (A-ROSI ؛ النظام الأول) و ROSI يليه AOA (ROSI-A ؛ النظام الثاني). نهدف إلى تشجيع الباحثين على إجراء تجارب ROSI للفئران بدقة أكبر ، وتقديم دعم أكثر قوة لتطبيقها السريري والبحث الأساسي لآليات التطور الجنيني.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم شراء الفئران B6D2F1 (C57BL / 6 x DBA / 2) و C57BL / 6 و ICR المستخدمة في هذه التجربة من شركة Beijing Vital River Animal Technologies Co. Ltd. (بكين ، الصين). التزمت جميع العلاجات الحيوانية بالإجراءات والمعايير التجريبية المعتمدة من قبل لجنة أخلاقيات التجريبي في المستشفى الأول بجامعة جيلين (رقم الموافقة: 20200435).
1. تحضير الكواشف ذات الصلة
2. تحضير البويضات
3. تحضير المنوية المستديرة المنوية
4. حقن المنوية المستديرة (ROSI)
5. حقن المنوية داخل الهيولى (ICSI)
6. تنشيط البويضات بمساعدة (AOA)
7. نقل الأجنة
8. التحليل الإحصائي
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
بدأنا تحقيقنا من خلال فحص تأثير AOA على القدرة على نمو الأجنة. يظهر رسم تخطيطي للتصميم التجريبي في الشكل 1 أ. قبل حقن المنوية ، خضعت البويضات إما لAOA (A-ICSI) أو ظلت غير معالجة (الحقن المجهري). يتم عرض بيانات مفصلة عن التطور الجنيني في الجدول 1. كشفت النتائج عن عدم وجود فروق يعتد بها في معدلات الانقسام أو الكيسة الأريمية أو المواليد بين المجموعات A-ICSI والحقن المجهري (P > 0.05; P 0.05; P 0.05; الشكل 1 ب). تشير هذه النتائج إلى أن AO...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تنشيط البويضات بمساعدة
الشرط الأساسي الحاسم ل ROSI هو AOA لأن المنوية المستديرة وحدها لا يمكنها بدء تنشيط البويضات. حاليا ، تتضمن الطريقة الأكثر رسوخا في الفئران استخدام كلوريد السترونتيوم23،24 ، بينما يستخدم التطبيق البشري الأكثر تقدما التنشيط الكهربائي13،14. توقيت تنشيط البويضات له أهمية كبيرة أيضا. كما ورد في الأدبيات ، فإن نهج التنشيط الأمثل في الف...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يعلن أصحاب البلاغ عدم وجود تضارب في المصالح المالية أو غيرها.
نعرب عن امتناننا ل Wenjie Zhao لمساعدتها التي لا تقدر بثمن في فرز المنوية المستديرة من خلال قياس التدفق الخلوي وإلى Fang Wang لخبرتها في نقل أجنة الفئران. وحظي هذا العمل بدعم جزئي من مؤسسة العلوم الطبيعية في مقاطعة جيلين (رقم 10). YDZJ202301ZYTS461). نشكر Bullet Edits Limited على التحرير اللغوي والتدقيق اللغوي للمخطوطة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| CaCl22H2O | سيجما | C7902 | تحضير CZB |
| الجلوكوز | سيجما | G6152 ؛ | تحضير CZB |
| HEPES-Na (أساسي) | سيجما | H3784 | تحضير CZB |
| Hoechst 33342 | Beyotime | C1025 | FACS |
| الغدد التناسلية المشيمية البشرية (قوات حرس السواحل الهايتية) | نينغبو شركة الهرمون الثاني | HCG | الإباضة المخدرات |
| هيالورونيداز | سيجما | H3506 | إزالة الخلايا الحبيبية حول البويضة |
| KCl & nbsp ؛ | Sigma | P5405 | إعداد CZB |
| KH2PO4 | سيجما | P5655 | تحضير CZB |
| KSOMaa | Caisson Labs | IVL04-100ML | البوتاسيوم البسيط الأمثل الوسط المكمل بالأحماض الأمينية |
| L-glutamine | سيجما | G8540 | تحضير CZB |
| M2 | Sigma | M7167-50ML | سائل التشغيل |
| MgSO47H2O | سيجما | M1880 | تحضير CZB |
| Na2-EDTA2H2O | سيجما | E5134 | تحضير CZB |
| كلوريد الصوديوم | Sigma | S5886 | إعداد CZB |
| NaHCO3 | Sigma | S5761 | تحضير CZB |
| Na-lactate 60٪ شراب د = 1.32 جم / لتر | سيجما | L7900 ؛ | تحضير CZB |
| Na-pyruvate | سيجما | P4562 | تحضير CZB |
| نصائح حفر بيزو (الحقن المجهري) | Eppendorf | piezoXpert | تمزق الغشاء الكهروإجهادي مصل |
| الحامل (PMSG) | شركة نينغبو الثانية للهرمون | PMSG | أدوية تعزيز الإباضة |
| PVA | سيجما | P8136 | إعداد CZB |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.