يصف هذا البروتوكول إجراءات النضج المختبري لبويضات الفئران، والتلقيح الصناعي ، والزراعة الجنينية اللاحقة حتى مرحلة الكيسة الأريمية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
يصف هذا البروتوكول إجراءات النضج المختبري لبويضات الفئران، والتلقيح الصناعي ، والزراعة الجنينية اللاحقة حتى مرحلة الكيسة الأريمية.
نضج بويضات الفئران في المختبر ، مع التلقيح الصناعي وزرع الأجنة اللاحق، يمكن من توليد الأجنة قبل الزرع تحت ظروف محددة. تسهل هذه الإجراءات دراسة الوظائف البيولوجية والآليات الجزيئية الكامنة وراء نضج البويضات، والتخصيب، وتطور الأجنة المبكر. ومع ذلك، يعتمد التطبيق الناجح لهذا النهج على التعامل الدقيق مع البويضات والحيوانات المنوية، وظروف الزراعة المناسبة، والتقييم الدقيق لتقدم النمو في كل مرحلة. هنا، نصف طرق عزل مركبات الركام-البويضات غير الناضجة (COCs) من مبايض الفئران، ونضج البويضات في المختبر ، والتلقيح الصناعي ، والزراعة المخبرية للأجنة حتى مرحلة الكيسة الأريمية. تشمل هذه الإجراءات تحضير وتوازن أطباق الأوساط والزراعة، وعزل واختيار الكليمات المائية بعد تشريح المبيض، وجمع الحيوانات المنوية وتسعتها، وإجراء التلقيح في ظروف موحدة، ثم زراعة الأجنة لتقييم النمو. يتم تقييم تقدم النمو باستخدام معايير شكلية، بما في ذلك تكوين النوى البنوية الذكرية والأنثوية، والانقسام إلى مرحلة الخلية، وتكوين الكيسة الأريمية. يمكن دمج هذا البروتوكول في دراسات نضج البويضات ووظيفة عامل الأم، مما يوفر أداة قيمة للبحث الأساسي في علم الأحياء التناسلي للثدييات.
فهم جودة البويضة وكفاءتها التطورية أمر أساسي لتحقيق التخصيب الناجح والتطور الجنيني اللاحق 1,2. يتطلب نضج البويضات ليس فقط فصلا دقيقا للكروموسومات أثناء النضج النووي، بل أيضا النضج السيتوبلازمي، بما في ذلك إعادة توزيع العضيات وتراكم الحمض النووي المغناطيسي المتعدد الأم والبروتينات3. يعتمد التطور الجنيني المبكر على mRNA والبروتينات التي توفرها الأم، وتدعم المخزونات الأمومية في البويضة تطور ما قبل الانغراس. ومع ذلك، لا تزال هويات ووظائف العديد من منظمي الأم لتكوين الأجنة في الثدييات غير مفهومة بشكل كامل.4. لذلك، هناك حاجة إلى دراسات منهجية إضافية لتوضيح الآليات الكامنة وراء نضج البويضات، والتخصيب، وتطور الأجنة.
يعد الفأر نظاما نموذجيا مستخدما على نطاق واسع للتحقيق في تطور الأجنة قبل الانغراس. يشير النضج في المختبر (IVM) إلى جمع البويضات غير الناضجة من المبيض ونضجها تحت ظروف مختبرية مضبوطة5. لاحقا، يتيح التلقيح الصناعي (IVF) حضانة البويضات الناضجة مع الحيوانات المنوية المكثفة لتوليد زيجوت لدراسات التطور الجنيني المبكرة. ومع ذلك، مقارنة بالتلقيح الصناعي التقليدي باستخدام البويضات الناضجة في الجسم الحي، غالبا ما تظهر البويضات المشتقة من IVM معدلات نضج وتخصيب أقل وانخفاض في كفاءة التطور6. تعزى هذه القيود إلى حد كبير إلى عدم التزامن بين النضج النووي والسيتوبلازم تحت ظروف الزراعة المختبرية . علاوة على ذلك، فإن استقرار المغزل الانقساطي في بويضات الفئران حساس لتغيرات الرقم الهيدروجيني ودرجة الحرارة أثناء الانقسام الداخلي، وقد يساهم اضطراب المغزل في توقف النضج7. وبالتالي، يظل انخفاض كفاءة البويضات المشتقة من IVM عائقا رئيسيا، يحد من إنتاج الأجنة الفعال للدراسات التطورية والميكانيكية.
يمكن أيضا الحصول على أجنة ما قبل الزرع من خلال جمع الزيجوت المشتقة من الجسم الحي وزراعتها في المختبر (IVC). توفر الزيجوت المشتقة من الجسم الحي التي جمعت من قنوات البيض نقطة انطلاق متزامنة نسبيا للتجارب التي تركز على أحداث ما بعد الإخصاب8. ومع ذلك، يحدث نضج البويضات وتراكم العوامل الأمومية قبل التخصيب في الجسم الحي؛ لذا، في الداخل الحي، تكون الزيجوت المشتقة من الجسم أقل قابلية للتلاعب التجريبي في ظروف النضج أو المخزونات الأمومية لتقييم تأثيراتها على تطور الجنين اللاحق4. لذلك، فإن تحسين بروتوكولات IVM وIVF واعتماد إجراءات تشغيل موحدة مع رقابة جودة صارمة (مثل الإدارة الصارمة لدرجة الحرارة، الرقم الهيدروجيني، وممارسات التعامل مع الجهاز) أمر ضروري لتقليل التغيرات المتعلقة بالإجراءات وحماية كفاءة نمو البويضات والجنين.
هنا، نصف بروتوكول IVM–IVF–IVC الذي يوضح تحضير الوسائط، وعزل واختيار COCs، وإجراءات IVM وIVF، وزراعة الأجنة في المختبر (الشكل 1). يتضمن البروتوكول نقاط تحقق عملية وخاصة بالمراحل لمراقبة الجودة الروتينية، بما في ذلك بروز الجسم القطبي الأول (PB1)، وتكوين النوى الأولية للذكر والأنثى (2PN)، وانقسام الخليتين، وتكوين الكيسة الأريمية. يتيح هذا البروتوكول توليد أجنة قابلة للتكرار وفعالة قبل الزرع تحت ظروف محددة، مما يدعم الدراسات الميكانيكية، وتحسين التربية، والتطبيقات اللاحقة في علم الأحياء التطوري والتكاثري.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تمت الموافقة على جميع تجارب الحيوانات من قبل لجنة رعاية واستخدام الحيوانات المؤسسية في جامعة نورثويست A&F في الصين (رقم التصريح: 20230503).
1. صيانة الحيوانات
2. تحضير وسائل الإعلام
3. تحضير الأطباق (الشكل 2)
ملاحظة: قم بضبط عدد قطرات IVM وIVF وIVC وفقا للأعداد المتوقعة من COCs والأجنة، باستخدام 20–30 COC لكل 100 ميكرولتر للتلقيح الصناعي والتلقيح الصناعي و20–30 جنينا لكل 100 ميكرولتر لزراعة الأجنة.
4. مجموعة المبايض
5. جمع COCs وثقافتها
6. جمع الحيوانات المنوية وتحضيرها
ملاحظة: يصف هذا القسم جمع وتنشيط الحيوانات المنوية الطازجة. قبل التلقيح، يجب حضانة الحيوانات المنوية الطازجة في وسط زراعة جنين مسبق التوازن عند 37 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة للسماح بالتكوين.
7. التلقيح الصناعي
8. ثقافة الأجنة
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
باستخدام هذا البروتوكول، تمت معالجة COCs للفئران بشكل متسلسل من خلال النضج المختبري ، والتلقيح الصناعي ، والزراعة الجنينية في المختبر ، مما أدى إلى توليد أجنة قابلة للتكرار قبل الزرع وتطور إلى مرحلة الكيسة الأريمية في الظروف الموصوفة. بعد 14 ساعة من IVM، أظهرت مراكز البكرات عادة توسع الركام وشكل البويضات سليمة. تم قياس نضج البويضات الانقسام عن طريق إزالة مجموعة تقييم محددة بعد IVM وتسجيل بروز PB1 (الشكل 6A). عبر ثلاث نسخ مستقلة، بل...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يوفر هذا البروتوكول إجراء موحدا لنضج بويضات الفئران في المختبر، والتلقيح الصناعي، والزراعة في المختبر باستخدام مركبات الطيران غير الناضجة، مما يتيح توليد وتقييم الأجنة قبل الزرع القابلة للتكرار وتقييمها خلال مرحلة الكيسة الأريمية تحت ظروف مختبر محددة. في العديد من الدراسات، تكون نتائج IVM حساسة للفروق الخاصة بالمختبر في الأوساط وأوقات الحضانة والتعامل، مما قد يقلل من الكفاءة التنموية بعد IVM12,13
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
لا يوجد لدى المؤلفين تضارب مصالح للكشف عنها.
نشكر البروفيسور يي-ليانغ مياو (جامعة هواتشونغ الزراعية) على النصائح والإرشادات القيمة في تحسين هذا البروتوكول. وقد دعم هذا العمل برنامج البحوث الأساسية للعلوم الطبيعية في مقاطعة شنشي (2025JC-XKZX-03).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 35 mm Petri dish | Thermo Fisher Scientific | 150255 | |
| 60 mm Petri dish | Thermo Fisher Scientific | 150270 | |
| Bovine Serum Albumin | Sigma-Aldrich | A8806 | |
| Breeding diet (rodent breeder chow) | Keao Xieli (Beijing,China) | N/A | |
| CO2 incubator | Thermo Fisher Scientific | HERAcell 150i | |
| D-glucose | Sigma-Aldrich | G7021 | |
| Disposable Pasteur Pipet | Kimble | DWK63A53WT-1000EA | |
| Epidermal growth factor | Gibco | PHG0313 | |
| Fine dissecting scissors | Sigma-Aldrich | S3146-1EA | |
| Fine-tip forceps | Rhino | SW14 | |
| Follicle-stimulating hormone | Millipore | 869001 | |
| G-1 PLUS | Vitrolife | 10128 | |
| G-IVF PLUS | Vitrolife | 10136 | (preequilibriated) medium for culturing embryos |
| Hemocytometer | Millicell | MDH-4N1 | |
| Hyaluronidase | Sigma-Aldrich | H4274 | |
| IBMX (3-Isobutyl-1-methylxanthine) | Selleck | S5836 | |
| KnockOut Serum Replacement | Gibco | A3181501 | |
| L-Cysteine | Sigma-Aldrich | C7352 | |
| Luteinizing hormone | Millipore | 869003 | |
| M2 medium | Sigma-Aldrich | M7167 | |
| Medium 199 | Gibco | 11150-059 | |
| Micropipette | Gilson | F167350 | |
| Mineral oil | Sigma-Aldrich | M8410 | |
| Phosphate-buffered saline | Gibco | 20012027 | |
| Pregnant Mare Serum Gonadotropin | Ningbo Second hormone factory (Ningbo, China) | N/A | |
| Sodium pyruvate | Sigma-Aldrich | P4562 | |
| Stereo microscope | Olympus | SZX10 | |
| Sterile medium bottles | Nalgene | 46600-586 | |
| Sterile syringe needle | BD Biosciences | 309623 | 1 mL, 27G1/2 |
| Syringe Filter Unit | Millipore | SLGP033R | |
| Thermo Plate | Tokai Hit | TPi-SZX2X |