2017年12月17日
一种无需使用基质即可生成组织构建物的极具前景的技术是在模拟微重力条件下培养细胞。利用旋转式培养系统,我们从卵泡存活率、形态、生长以及卵母细胞功能等方面,考察了模拟微重力条件下卵巢卵泡的生长及卵母细胞的成熟情况。
在模拟微重力条件下小鼠前腔卵泡的体外培养。整个操作流程可分为四个部分。第一部分:在体视显微镜下使用针头从卵巢中机械分离卵泡。
第二步,通过移液将单个卵泡转移至每个海藻酸盐微珠的中央进行包封。第三步,将含有单个卵泡的海藻酸盐微珠转移至旋转培养系统中的培养液滴内,该系统可产生模拟微重力环境。第四步,取出海藻酸盐微珠,并在添加了海藻酸裂解酶的培养基中于37摄氏度孵育30分钟,使卵泡从海藻酸盐微珠中释放出来。
卵泡分离与包埋。将卵巢收集至操作培养基中,随后转移至中心孔板中。在体视显微镜下,使用两根针从卵巢中分离卵泡。
注意避免损伤血管膜。准备一个培养皿,其中滴加数滴培养基,并用石蜡油覆盖。将卵泡转移至已准备好的培养皿中。
用新的培养基清洗卵泡,然后将其转移至培养基液滴中。每滴培养基含有一个卵泡。准备一个中心培养皿,将包封溶液加入外圈。
准备一个含有0.8%海藻酸钠溶液的小瓶。将0.5 µL海藻酸钠溶液加入培养皿中央。将海藻酸钠溶液滴加到培养皿外圈的包埋溶液中。
将卵泡转移至培养皿中心的海藻酸钠溶液中。用海藻酸钠溶液冲洗卵泡。通过溶液的柔软表面,将卵泡转移至每个海藻酸钠微珠的中央。
每个海藻酸盐微珠包含一个卵泡。用包埋液冲洗海藻酸盐微珠以使其充分固化。将海藻酸盐微珠转移至含有操作液的新培养皿中。
在模拟微重力条件下体外培养包封的卵泡。对于对照组,向新培养皿中加入150毫升培养基,并用油覆盖。将三个海藻酸盐微珠转移至培养基液滴中。
将培养皿置于二氧化碳培养箱中进行培养。进行模拟微重力处理时,准备一皿油,取下端口帽,通过开放的端口将油加入容器中,直至容器几乎装满。向油中加入50毫升培养基。
将三个海藻酸盐微珠转移至培养基液滴中。盖上开口端盖。必须去除容器中的气泡。
取下注射器端口帽。在注射器端口上放置两个装有油的注射器。将气泡移动至注射器端口下方。
将气泡吸入注射器,并从另一注射器中推出等体积的油。确保容器内无气泡。关闭阀门,取下注射器,更换注射器端口盖帽。
我们已经准备好了四个含有海藻酸盐微珠的容器。现在需要将这些容器固定到旋转底座上。调节旋转速度,直至培养基液滴达到平衡状态。
将容器和底部一起转移至二氧化碳培养箱中进行培养。更换培养基:打开端口帽,收集藻酸盐微珠和油相至新的培养皿中。
在含有操作培养基的培养皿中找到海藻酸盐微珠并将其转移。重新建立之前的血管培养系统。卵泡回收。
取下开放端口的帽盖,将海藻酸盐微珠和油收集到一个新的培养皿中。将海藻酸盐微珠以及从微珠中释放的去包封卵泡转移至含有海藻酸盐裂解酶的处理培养基中,在37摄氏度下孵育30分钟。结果:细胞活力检测显示,在正常重力条件下培养的单个卵泡比在模拟微重力条件下培养的卵泡含有更多的活细胞和更少的死细胞。
在两种重力条件下,卵泡大小均显著增加。结论:我们的方法提供了一个模型,可用于研究在模拟微重力条件下卵母细胞和颗粒细胞体外发育过程所涉及的机制。
本研究描述了一种利用旋转培养系统在模拟微重力条件下培养小鼠前腔卵泡的实验方案。该方法包括分离卵泡并将其包埋于海藻酸盐微珠中,在正常重力和模拟微重力条件下进行培养,并评估卵泡的存活率、生长情况以及卵母细胞的超微结构。研究结果揭示了微重力对卵泡活力和卵母细胞发育的影响,为在重力改变条件下进一步研究体外卵泡发生提供了模型。
小鼠前腔卵泡的模拟微重力培养为研究物理力改变对早期卵泡发育的机制性影响提供了一个可控的系统。该模型可对卵泡存活、卵母细胞生长及分子标志物进行定量评估,有助于提高发育生物学研究的可预测性。该方法可为生殖与组织工程转化研究中的风险评估决策提供依据。
该方法通过促进生殖生物学和组织工程领域的早期机制研究及定量分析方法开发,融入了从发现到临床前研究的连续过程。