卵巢组织培养对小鼠卵巢现象的可视化
2018年6月19日
卵巢组织培养可作为卵泡发育、排卵和卵泡闭锁的模型, 并表明动态卵巢过程的调控机制。
这种方法可以帮助回答卵巢研究领域中关于卵泡发育、卵泡闭锁和手术的关键问题。该技术的主要优点是我们可以在受控培养条件下重现卵巢现象，以便实时观察。准备 4 周龄癌症研究所小鼠的卵巢进行培养：在立体显微镜下，使用剪刀和镊子修剪卵巢的周围组织，并将清洁后的卵巢放入新鲜培养基培养皿中。
修剪完所有卵巢后，将单个卵巢转移到一张用 37 摄氏度 PBS 湿润的滤纸上，并使用切片机刀片将每个卵巢切成四块。将切片转移到 3.5 厘米的 37 摄氏度培养基培养皿中，并使用微量移液器将约 0.5 微米的培养基液滴添加到每个卵巢组织切片的一个细胞培养插入物上。在第二个 3.5 厘米玻璃底细胞培养皿中，含有 1 毫米培养基：使用镊子将 1 个组织样本转移到每个液滴中，然后将板放入细胞培养箱中。
每两天用新鲜的 37 摄氏度培养基更换培养皿中的上清液，每四天用每毫升 100 毫单位的 FSH 和 LH 处理卵巢 12 小时。培养 1 天后每 24 小时开始对培养的卵巢进行成像，以使卵泡在成像之间有足够的卵泡生长;在适当的实验条件下，使用延时成像系统以 30 分钟的间隔捕获图像。要分析卵巢卵泡发育：在 ImageJ 中打开图像，然后打开分析菜单以选择设置比例。
分别输入捕获图像的边长和已知距离 （known distance） 和以像素为单位的距离 （distance） 字段中的相应像素数。然后，使用手绘工具勾勒毛囊轮廓并单击 measure（测量）。在为期三周的卵巢组织切片培养期间，大多数窦和次级卵泡因卵泡闭锁而退化，一些卵泡排卵。
一些卵泡在每个 LH 激增周期中成群发育。虽然小鼠卵巢的排卵时间和排卵卵母细胞的数量不同，但培养卵巢的排卵主要发生在每次 LH 激增后的 48 小时内。请注意，并非所有排卵的卵母细胞在排卵后都会首先释放极体。
原始卵泡和原代卵泡同时存在于出生后第 4 天的小鼠卵巢中。然而，出生后第 0 天的卵巢中仅存在原始卵泡。然而，如图所示，在培养 30 至 40 小时后，在培养的出生后第 0 天卵巢中可检测到原代卵泡。
在从 mCherry 转基因动物分离的培养卵巢中，也可以通过颗粒细胞的 mCherry 阳性细胞核来区分原始卵泡和初级卵泡;允许跟踪卵巢切片培养物中的卵泡阶段。我希望这项技术为生殖技术领域的研究人员探索生育治疗的新技术铺平道路。
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概述
本文讨论了卵巢组织培养作为研究卵泡发育、排卵和卵泡退化的模型。这些培养使研究人员能够在受控条件下观察卵巢的动态过程。
关键研究组成部分
科学领域
- 神经科学
- 生殖生物学
- 细胞培养技术
背景
- 卵巢组织培养提供了对卵巢功能的洞察。
- 卵泡发育和退化是卵巢生物学中的关键过程。
- 理解这些机制可以为生殖健康研究提供信息。
- 受控的培养条件使得能够实时观察卵巢现象。
研究目的
- 调查卵泡发育的调节机制。
- 探索排卵和卵泡退化的过程。
- 为卵巢研究开发可靠的模型。
所用方法
- 从四周龄小鼠中制备卵巢。
- 在立体显微镜下修剪周围组织。
- 将卵巢切成切片以备培养。
- 在培养基中孵化组织样本。
主要结果
- 成功建立了卵巢组织培养。
- 实时观察到卵泡发育和退化。
- 对卵巢过程的动态有了新的认识。
- 在生殖健康研究中的潜在应用。
结论
- 卵巢组织培养是研究卵巢生物学的有效模型。
- 这种方法增强了对卵泡动态的理解。
- 未来的研究可以在这些发现的基础上解决生殖健康问题。
常见问题
Executive Industry Relevance
Ovarian tissue culture models enable direct visualization and quantitative analysis of follicle development, ovulation, and atresia under controlled conditions. This capability supports mechanistic de-risking and target validation in reproductive biology, providing predictive confidence for early-stage discovery and translational research. The approach enhances portfolio decision-making by enabling systematic interrogation of ovarian regulatory mechanisms relevant to fertility and endocrine modulation.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Facilitates hypothesis-driven interrogation of follicle activation, growth, and atresia dynamics.
- Enables functional validation of regulatory pathways in ovarian tissue under defined experimental conditions.
- Supports mechanistic de-risking by allowing real-time observation of follicular responses to experimental modulation.
- Provides a platform for assessing the impact of candidate molecules on ovarian physiology.
Screening & Assay Development
- Establishes reproducible, quantifiable endpoints for follicle development and ovulation in ex vivo systems.
- Enables standardization of imaging and measurement protocols for downstream screening workflows.
- Supports scalability and platform reuse for compound evaluation targeting ovarian function.
- Delivers quantitative outputs suitable for comparative analysis across experimental conditions.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant models for studying fertility and ovarian dysfunction.
- Provides continuity from discovery-stage findings to preclinical validation of reproductive targets.
- Enables risk-adjusted advancement of candidates affecting ovarian regulatory mechanisms.
- Supports identification of translational biomarkers linked to follicle dynamics.
Pipeline & Workflow Integration
This ovarian tissue culture method integrates into the discovery-to-preclinical continuum by enabling hypothesis testing, pathway clarification, and quantitative assessment of ovarian phenomena.
- Discovery Biology: Supports mechanistic studies of follicle activation, atresia, and ovulation under controlled conditions.
- Screening: Provides standardized, reproducible endpoints for evaluating compound effects on ovarian tissue.
- Analytics: Delivers quantitative imaging and measurement outputs for robust statistical comparison.
- Translational Research: Bridges early discovery insights with preclinical models of ovarian function and dysfunction.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable platform for ongoing target validation and mechanistic studies in reproductive biology.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in ovarian target validation.
- Operational Value: Enhances standardization, reproducibility, and scalability of ovarian tissue assays.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions and capital efficiency by enabling early biological de-risking.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of reproductive and endocrine targets.
Implementation Considerations
- Requires expertise in ovarian dissection, tissue culture, and quantitative imaging analysis.
- Demands access to time-lapse imaging systems and analytical software such as ImageJ.
- Necessitates cross-team standardization of culture and measurement protocols for reproducibility.
- May require adaptation for different mouse strains or transgenic models to track specific cell populations.
- Limitations include variability in ovulation timing and oocyte maturation across samples.
