Die STA-PUT Verfahren ermöglicht die Trennung der verschiedenen Populationen von Zellen spermatogenic basierend auf Größe und Dichte.
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Die STA-PUT Verfahren ermöglicht die Trennung der verschiedenen Populationen von Zellen spermatogenic basierend auf Größe und Dichte.
Säugetier Spermatogenese ist ein komplexer Prozess, der Differenzierung in den Samenkanälchen der Hoden in mehreren Stufen erfolgt. Derzeit gibt es keine zuverlässigen Zellkultursystem, das für die Spermatogenese in vitro Differenzierung, und die meisten biologischen Untersuchungen der Spermatogenese Zellen benötigen Ernte Gewebe aus Tiermodellen, wie Maus und Ratte. Da die Hoden enthält zahlreiche Zelltypen - sowohl nicht-Spermatogenese (Leydig, Sertoli, myeloische und Epithelzellen) und Spermatogenese (Spermatogonien, Spermatozyten, runde Spermatiden, Brenn Spermatiden und Spermatozoen) - Studien über die biologischen Mechanismen der Spermatogenese beteiligt erfordern die Isolation und Anreicherung dieser verschiedenen Zelltypen. Die STA-PUT Verfahren ermöglicht die Trennung einer heterogenen Population von Zellen - in diesem Fall aus den Hoden - durch einen linearen Gradienten BSA. Einzelne Zelltypen mit unterschiedlichen sedimentieren Sedimentationsgeschwindigkeit nach cell Größe und Fraktionen für verschiedene Zelltypen angereichert können gesammelt und in weitere Analysen genutzt werden. Während der STA-PUT Verfahren nicht in hochreiner Fraktionen von Zelltypen, wie z. B. mit bestimmten Zellsortierverfahren erreicht werden ergeben, liefert es eine wesentlich höhere Ausbeute an Gesamtzellen in jeder Fraktion
(~ 1 × 10 8 Zellen / Spermatogenese Zelltyp aus einer Anfangspopulation von 7-8 x 10 8 Zellen). Diese hohe Ausbeute Methode erfordert nur Glaswaren spezialisiert und kann in jeder kalten Raum oder großer Kühlschrank durchgeführt werden, so dass es eine ideale Methode für Labors, die nur begrenzten Zugang zu spezialisierten Geräten wie einem Fluoreszenz-aktivierten Zellsortierer (FACS) oder Elutriator haben.
Säugetier Spermatogenese ist ein komplexer Prozess, der Differenzierung in den Samenkanälchen der Hoden ein in mehreren Stufen erfolgt. Kurz gesagt, wie Stammzellen-Spermatogonien, die in der Nähe des Epithels der Samenkanälchen Kluft wohnen und differenzieren sich in Spermatozyten, die dann meiotischen Teilungen zu unterziehen. Nach Abschluss der Meiose ist die resultierenden haploiden Zellen oder runden Spermatiden, Spermiogenese unterziehen, eine Differenzierung, die den Abbau von Zytoplasma und Verdichtung der Kern beinhaltet. Spermatiden schrittweise ein Flagellum und Dehnung und Kondensation des Kerns unterzogen, wodurch verlängert und dann Kondensieren Spermatiden sind. Die Endprodukte sind Spermatozoen, die in das Lumen des Tubulus und schließlich in den Nebenhoden, wo sie weiter reifen freigesetzt.
Da der Prozess der Spermatogenese sieht spezielle hormonelle und Molekularbedingungendie Hoden, eine zuverlässige in vitro-Kultursystem für den gesamten Prozess der Spermatogenese wurde noch nicht entwickelt worden ist 2,3. Kultur Methoden für die Erstellung von "Ur-Keimzellen-ähnlichen Zellen" und haploid, "rund Spermatide-ähnliche Zellen" aus Stammzellen entwickelt worden, aber diese Methoden sind noch nicht in der Lage, eine große Anzahl dieser Zellen zu erzeugen und nicht zu später spermatogenen Zelle erzeugen 4,5 Typen. Glücklicherweise unterscheiden sich die Spermatogenese Zelltypen deutlich in der Größe, die für eine aus ganzen Hoden mit einer Flüssigkeit Gradienten getrennt werden, erhalten Einzelzellsuspension ermöglicht. Die STA-PUT-Methode, hier gezeigt, verwendet einen linearen Gradienten BSA und einfache Sedimentation spermatogenen Zellen zu trennen, basierend auf Größe und Masse 9.6.
Die STA-PUT-Methode hat mehrere Vorteile gegenüber den anderen beiden am häufigsten verwendeten Methoden, um spermatogenen Zelltypen zu trennen: FACS und Elutriation 10-13. Die STA-PUT Gerät erfordert only mehrere Stücke von Glaswaren spezialisiert in einem kalten Raum oder großer Kühlschrank montiert. Somit ist es weniger teuer als die Verwendung eines Zellsortierer oder eine Elutriator. Die STA-PUT Verfahren ergibt höhere Mengen an Zellen pro Zelltyp und Testis, als durch FACS in einer vergleichbaren Zeitspanne sortiert werden, wobei die Reinheit jeder Zellpopulation ist nicht so hoch wie die mit FACS-11 erhalten. Zellsortierung Verwendung magnetische Kügelchen (magnetisch aktivierten Zellsortierung, MACS) wurde kürzlich erfolgreich für die Anreicherung von Spermatogonien aus einer gemischten Zellpopulation Hoden beschäftigt, aber es ist derzeit für die Trennung Spermatozyten oder Spermatiden aufgrund mangelnder Kenntnisse der entsprechenden Oberfläche Marker 14 ungeeignet ist. Ein zusätzlicher Vorteil der STA-PUT Verfahren über FACS oder MACS ist die Fähigkeit, lebensfähige Zellen für die nachfolgende Kultur zu isolieren, weil im Gegensatz zu den meisten FACS Protokolle sie keine DNA oder andere Arten der Färbung erforderlich. Für Studien, die l erfordernarge Ausbeuten der Spermatogenese Zelltypen bei ~ 90% Reinheit, ist der STA-PUT eine ideale Methode.
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Die STA-PUT-Protokoll in drei Stufen: 1) aus dem Gerät und Reagenzien Set, 2) Herstellung der Zellsuspension aus ganzen Hoden, und 3) für Zellen, Sedimentation und Fraktionssammlung. Wenn von einem Team von zwei Forschern durchgeführt wird, nimmt das Protokoll 8 Stunden im Durchschnitt.
1. Einrichten der STA-PUT-Apparat (Abbildung 1)
*** STA-PUT-Geräte sollten im 4 ° C großen Kühlschrank oder einem kühlen Raum, der auch einen Fraktionssammler aufnehmen kann gestellt werden, wenn das Verfahren der Sammlung wird bevorzugt.
2. Trenn spermatogenen Zellen aus Voll Hoden
3. Handy laden und Sedimentation
4. Fraktionierung und Analyse der Fraktionen
*** Wie Sie die folgenden Schritte durchführen, achten Sie darauf, um den Verlauf zu stören. Wenn die BSA-Gradienten gestört ist, wird das Verfahren nicht funktionieren!
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Die ideale Ergebnis der STA-PUT Verfahren ist ein recht bemerkbar Trennung von Zellen aus den Hoden, basierend auf Zellgröße und Dichte. Während Zellen aus dem Hoden isoliert werden durch die BSA-Gradienten sedimentieren, können mehrere verschiedene Bands von Zellen beobachtet werden. Irgendwelche Klumpen von Zellen dazu neigen, auf den Boden des Gradienten sinken und wird nicht verunreinigen die anderen Fraktionen. Ein wenig weiter oben in der Steigung wird die große somatischen und meiotischen Zellen sein. Weiter oben...
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Diejenigen, die Spermatogenese studieren verlassen sich auf Tiermodelle für die Spermatogenese Zellproben, wie eine zuverlässige Zellkultursystem noch nicht zur Erzeugung spermatogenen alle Zelltypen 3 existieren. Obwohl spermatogenen Zellen leicht aus ganzen Hoden gesammelt, führt nur eine gemischte Bevölkerung. Dies stellt ein Problem für diejenigen, die auf bestimmte Subtypen dieser Zellen, wie meiotischen Zellen, runden Spermatiden, und Kondensations Spermatiden studieren möchten. Drei verschiedene Method...
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Die Autoren erklären, dass sie keine finanziellen Interessen konkurrieren. Dieses Protokoll demonstriert beinhaltet die Verwendung von Labormäusen und wurde in Übereinstimmung mit den einschlägigen Richtlinien, Vorschriften und Aufsichtsbehörden ausgeführt. Tiere in diesem Protokoll verwendet werden, unter der Leitung und Genehmigung von der Universität von Pennsylvania Institutional Animal Care und Verwenden Committee (IACUC Protokoll # 804284) gehalten.
Diese Arbeit wurde vom NIH Zuschüsse GM055360 zu SLB und U54HD068157 zu RGM unterstützt. JMB wurde von der T32 Genetik Ausbildungsförderung an der Universität von Pennsylvania (GM008216) unterstützt.
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| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| BSA | Affymetrix/USB | 10857 100MG | Alternate kann verwendet werden. |
| 0,5 %, 2 % und 4 % BSA-Lösungen | Lösen Sie 0,25 g, 11 g bzw. 22 g in einem Gesamtvolumen von 50 ml, 550 ml bzw. 550 ml 1x KREBS. | Wird noch zum Tag des STA-PUT-Verfahrens gemacht. Filter sterilisieren. | |
| KREBS (10x) | 3,26 g KH2PO4 + 139,5 g NaCl +5,89 g MgSO4/7H20 + 40 g Dextrose + 3,78 g CaCl2/2H20 + 7,12 g KCl, mit ddH20 | Autoklav/Filter auf 2 L bringen und bei 4 lagern; C für mehrere Monate zu halten. | |
| KREBS (1x) | 4,24 g NaHCO3 in 100 ml ddH20 auflösen. 200 ml 10x KREBS zugeben. Mit ddH20 auf 2 L bringen. | Wird noch zum Tag des STA-PUT-Verfahrens gemacht. Filter sterilisieren. | |
| Kollagenase | Sigma | C9891-1G | |
| DNAse | Sigma | DNEP-5MG | |
| Trypsin | Sigma | T9201-1G | |
| DAPI | Präferenz des Forschers | ||
| Triton-X100 | Präferenz des Forschers | ||
| Formaldehyd (~37%) | Präferenz des Forschers | ||
| TABELLE 2: AUSRÜSTUNG | |||
| Ausrüstung | Firmenkatalog | # | Kommentare |
| Komplettes STA-PUT Gerät | ProScience Glass Shop | STA-PUT (bei diesem Verfahren wird die Standard-Sedimentationskammer verwendet: Kat. Nr. 56700-500) | Enthält alle Glaswaren und Geräte für das Gerät. Alternative Glaswaren sind für die Durchführung von STA-PUT mit kleineren Zellzahlen erhältlich. |
| 10 μ m Maschenfilter | Fisherbrand | 22363549 | |
| Maus-Sezierwerkzeuge | Präferenz des Forschers | ||
| 14 ml Sammelröhrchen mit rundem Boden und Kappen | Präferenz des Forschers | ||
| Benötigt ca. 100 Röhrchen | |||
| Fraktionssammler | GE Healthcare Life Sciences | Modell: Frac-920, Produktcode: 18-1177-40 | Alternative kann verwendet werden. |
| Objektträger, Deckglas | Präferenz des Forschers | ||
| Licht-/Fluoreszenzmikroskop | Präferenz des Forschers |
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