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Research Article
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Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Aquí, presentamos un protocolo para cuantificar los folículos en los ovarios cultivados de ratones jóvenes sin seccionamiento serial. Con inmunofluorescencia de todo órgano y tejido claro, seccionar físico se sustituye por seccionamiento óptico. Este método de preparación de la muestra y visualización mantiene la integridad de órganos y facilita la cuantificación automática de células específicas.
Investigación en el campo de la biología reproductiva de mamífero a menudo implica evaluar la salud general de los ovarios y los testículos. Específicamente, en las mujeres, fitness ovárico a menudo es evaluado por visualización y cuantificación de los folículos y ovocitos. Porque el ovario es un opaco tejido tridimensional, los enfoques tradicionales requieren laborioso cortar el tejido en numerosas secciones seriadas para poder visualizar las células en el órgano entero. Además, porque la cuantificación por este método típicamente conlleva puntuación sólo un subconjunto de las secciones separadas por el diámetro aproximado de un ovocito, es propensa a la inexactitud. Aquí, se describe un protocolo que utiliza en su lugar claro de tejido órgano entero y tinción de inmunofluorescencia de ovarios de ratón para visualizar los folículos y ovocitos. En comparación con los enfoques más tradicionales, este protocolo es ventajoso para la visualización de las células en el ovario por muchas razones: 1) el ovario se mantiene intacto a lo largo de la preparación de la muestra y el procesamiento; 2) ovarios pequeños, que son difíciles de sección, pueden examinarse con facilidad; 3) celular cuantificación se logra más fácilmente y con precisión; y 4) el órgano entero reflejado.
Para estudiar la composición celular y las características morfológicas de los ovarios mamíferos, los científicos a menudo confían en vivo experimentos, seguidos por la coloración de immunohistological de los ovarios de embebido de parafina. Más recientemente sin embargo, cultura de órgano entero ovario ha demostrado para ser una alternativa eficaz para el estudio de la función ovárica1,2,3,4 porque la técnica puede combinarse con mejor visualización y herramientas de cuantificación. Tradicionalmente, el análisis de la morfología ovárica depende de reconstrucción tridimensional arquitectura ovárica de embebido de parafina secciones seriales, pero, además de ser laborioso y desperdiciador de tiempo, en serie Seccionando tejido embebido de parafina no garantía de reconstrucción adecuada del órgano y secciones a menudo se pierden o mal ordenadas en el proceso.
Además de los desafíos técnicos asociados con el seccionamiento serial, también hay variaciones en los métodos habitualmente utilizados para cuantificar el número de folículos por ovario de5,6. La variabilidad metodológica utilizada actualmente deteriora metanálisis de reserva ovárica a través de estudios5,7. Por ejemplo, números de folículos de diferentes artículos pueden variar en 10 veces o más entre las edades del desarrollo similares dentro de una cepa específica6. Estas grandes diferencias en la cuantificación reportados del folículo pueden conducir a la confusión y han obstaculizado las comparaciones Cruz-estudio. Experimentalmente, los enfoques tradicionales para cuantificación de folículo de secciones seriales realizan recuento de folículos de un número predefinido de secciones (por ejemplo, cada quinto, décimo, u otra sección). Variabilidad en folículo cuenta con este enfoque surge no sólo de la periodicidad en que secciones se cuentan sino también de las variaciones en el grosor de la sección y experiencia técnica en la generación de secciones seriadas de5,6. Además de su variabilidad, otra desventaja de seccionamiento de tejidos tradicionales es que el seccionamiento de ovarios pequeños de animales jóvenes es especialmente difícil y depende en gran medida de tejido orientación8.
El protocolo a continuación describe un ovario rutinariamente usada cultura técnica1 pero mejora grandemente sobre cuantificación de folículo tradicional mediante la sustitución física de seccionamiento con tejido claro y seccionamiento óptico usando microscopia confocal8 ,9. Mediante inmersión del tejido (sin la necesidad de perfusión de transcranial o electroforesis) en una urea y sorbitol basado en solución (por ejemplo, ScaleS(0)10) resultó compatible con la inmunotinción y permitió la reducción de tiempo de limpieza sin comprometer la profundidad de la proyección de imagen. Otros métodos reportados (p. ej., ScaleA28,10, SeeDB11, Clear12y ClearT212) están más tiempo consumiendo o no permite profundidad resolución óptica de la muestra. Seccionamiento óptico es ventajoso porque es menos mano de obra y mantiene arquitectura tridimensional7,8 el órgano. Otra ventaja de este enfoque es que la preparación de las muestras no requiere de costosos reactivos para eliminar el tejido y puede llevarse a cabo con relativa facilidad.
Específicamente, el protocolo descrito ha sido optimizado para los ovarios de ratón cultivadas en día postnatal cinco pero se ha realizado en los ovarios desde día postnatal 0 - 10. El método hace uso de un sistema de cultivo de ovario en el que el tejido naturalmente se une a la membrana en la que se cultiva, facilitando el manejo del órgano y manipulación. El sistema de cultivo descrito puede utilizarse para mantener explanted ovarios hasta por 10 días y evaluar cómo las diferentes condiciones experimentales pueden interferir con el oocyte supervivencia13. El procedimiento de cuantificación descrito se realiza utilizando el paquete ImageJ FIJI14 de procesamiento de imágenes no comerciales y puede llevarse a cabo en la mayoría de los ordenadores personales. Además, las imágenes utilizadas para la cuantificación es posible disponibles para la comunidad científica, permitiendo así futuros metanálisis.
Institucional Animal Care y el Comité uso (IACUC) de la Universidad de Cornell ha aprobado todos los métodos descritos aquí, bajo protocolo 2004-0038 JCS.
1. elaboración de instrumentos y medios de cultivo
2. ovario disección y cultivo
Nota: Los ovarios pueden disecar a temperatura ambiente como la exposición a la temperatura ideal no es mínima.
3. tejido fijación
4. todo montaje inmunofluorescencia
5. ovario claro y la proyección de imagen
6. ovocito cuantificación
Nota: Hay muchos programas diferentes que son capaces de cuantificar las células. Se describe a continuación es un protocolo para la cuantificación de ovocitos utilizando el paquete de procesamiento de imagen no-comercial, ImageJ FIJI14.
Este protocolo incluye 6 pasos principales tras disección de ovarios, como se indica en la figura 1. Figura 2 , Figura 3 , Figura 4 destacar las características más novedosas de este protocolo, que incluyen optimización de tejido para los ovarios y todo tejido cuantificación de ovocitos con ImageJ de FIJI. Figura 2A muestra imágenes de un inculto 5 días postnatal ovario fijo antes (izquierda) y 1 h después (derecha) agregando solución clearing al ovario. El ovario comienza a ser translúcido a minutos de ser sumergido en la solución de limpieza. Una vez desatascada, ovarios pequeños como la reflejada en la figura 2A se convierten en difíciles de manejar sin dañar. Por lo tanto, trabajar con ovarios explanted cultivados es ventajoso porque se adhieren a la superficie porosa de la membrana de insertar en el que se cultivan. Fijación del ovario a la membrana de insert permite al experimentador manejar la inserción de la membrana en lugar del ovario (figura 2B y figura 3). También, ovarios cultivados cerca de fusible y figura 2B muestra adjunta ovarios fusionados antes (izquierda) y después de borrar (derecha) en hematoxilina manchadas las muestras.
Realizar el seccionamiento óptico de ovarios cultivados sin claro es posible; sin embargo, las células profundas dentro del tejido tienen una señal de que es difícil de distinguir del fondo y esta falta de señal clara impide cuantificación de ovocitos adecuado (Figura 3A). A diferencia de la Figura 3A, 3B figura es una imagen representativa de una muestra limpia en la que es posible cuantificación del ovocito a través del órgano entero. Figura 3B demuestra que proyección de imagen de todo órgano de ovarios cultivados despejados puede llevarse a cabo sin pérdida significativa de la señal profunda dentro de los tejidos e imágenes como la que se muestra (figura 3B) puede cuantificarse fácilmente. Un enfoque para la cuantificación de ovocitos en muestras como estas es por conversión de la serie Z-stack de secciones ópticas en una proyección de intensidad máxima y luego proseguir el archivo con un paquete de procesamiento de imagen. Figura 4 y figura 1 complementaria destacan los pasos utilizados para cuantificar el número de ovocitos en la figura 3B con ImageJ de FIJI. 1 tabla suplementaria incluye cuantificación de partículas (ovocitos) de FIJI-ImageJ. Cuantificación de partículas usando este método también permite el análisis de los diferentes folículos basado en el tamaño del ovocito, ya información sobre el número de partículas y el área correspondiente de cada partícula es calculado por el software proporcionado a la usuario.

Figura 1: representación esquemática del protocolo entero. Resumen visual de los principios de protocolo con la disección del ovario (1), seguido por la cultura de ovario (2), fijación de tejido con 4% PFA (3), inmunotinción con anticuerpos específicos (4), claro tejido profunda proyección de imagen (5), obteniendo la sección óptica utilizando un microscopio confocal (6) y terminando con cuantificación de ovocitos (7). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2: diferencia de opacidad tejido entre ovarios no limpia y despejados. Ovario (A) de un día postnatal cinco cachorro sin compensación (izquierda) y después suave claro de aproximadamente 1 h (derecha). (B) múltiples ovarios cultivados en cerca de uno a siete días. Se muestran dos diferentes aumentos de cada muestra. Imágenes de la izquierda son sin imágenes de la derecha y claro con claro. Los ovarios se adherirá a la membrana de la inserción de la cultura y pueden manejarse mejor si se mantiene unido a través del protocolo. Para mejorar el contraste del tejido para la proyección de imagen usando luz blanca, los ovarios se sumergieron en hematoxilina por 5 min después de la fijación. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 3: proyección de imagen de inmunofluorescencia de ovarios no limpia y despejados. Los ovarios de cachorros día postnatal 5 fueron cultivados por 7 días y teñido según el Monte toda la inmunofluorescencia descrito protocolo de tinción. En rojo se muestran marcadas con homólogo de vasa (MVH) para identificar las células germinales del ratón y en verde las células son células con el marcador nuclear de específicos del ovocito, p63. DAPI, en azul, fue utilizado para etiquetar todos los núcleos de la célula. (A) imagen de inmunofluorescencia de ovarios sin compensación. (B) imagen de inmunofluorescencia de los ovarios con claro. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 4: flujo de trabajo Visual de cómo cuantificar ovocitos utilizando el software ImageJ FIJI. Para facilitar el análisis de datos, imágenes derivadas de los aviones confocales se pueden reducir a una proyección de intensidad máxima en lugar de una imagen 3D. Con la proyección de máxima intensidad, el usuario puede definir los parámetros de umbral imagen de tal manera que las partículas de la blanco se hacen evidentes. Una vez obtenida la imagen simplificada, el software se utiliza para contar los ovocitos. Examinar críticamente imágenes mientras ajusta los parámetros es crucial. Esta figura muestra un ejemplo de cómo se puede configurar el umbral de partículas/ovocitos. El texto sobre cada imagen destaca el parámetro utilizado para obtener esa imagen en FIJI ImageJ. El software genera una tabla con la medida del área de las partículas (ver suplemento tabla 1). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Suplementario Figura 1: flujo de trabajo Visual de cómo cuantificar ovocitos utilizando el software ImageJ FIJI (menor aumento). Esta figura muestra la cuantificación de ovocitos de dos ovarios en proximidad cercana. Los pasos realizados son los mismos que figura 4. folículos de partículas 2.436 fueron contados por el software. Datos de cuantificación obtenidos con el software pueden encontrarse en la tabla adicional 1. Haga clic aquí para descargar este archivo.
Suplemento tabla 1: cuantificación de folículo calculado por FIJI ImageJ. Esta tabla contiene la lista de contado de los folículos y el área correspondiente generados a partir de la imagen en la figura 1 complementaria. El tamaño de partícula utilizado para la cuantificación fue fijado de 10 μm2-infinito. Haga clic aquí para descargar este archivo.
Los autores no tienen nada que revelar.
Aquí, presentamos un protocolo para cuantificar los folículos en los ovarios cultivados de ratones jóvenes sin seccionamiento serial. Con inmunofluorescencia de todo órgano y tejido claro, seccionar físico se sustituye por seccionamiento óptico. Este método de preparación de la muestra y visualización mantiene la integridad de órganos y facilita la cuantificación automática de células específicas.
Agradecemos a Rebecca Williams y Johanna Dela Cruz de la imagen de BRC de Cornell y Andrew Recknagel para sugerencias y asistencia técnica. Este trabajo fue apoyado a institutos nacionales de la subvención de salud S10-OD018516 (al centro de la proyección de imagen de Cornell), T32HD057854 a J.C.B. y R01-GM45415 a J.C.S.
| Micro tijera de disección 4.5", recta, puntas afiladas | Roboz | RS-5912 | Micro tijera de disección |
| Pinzas estilo joyero 4-3/8", estilo 5 | Integra Miltex | 17-305X | Pinzas de punta fina |
| Micro Tijeras de Iris 4", rectas, puntas afiladas | Integra Miltex | 18-1618 | Micro tijera de disección de iris o micro tijera de disección de resorte |
| 1X Minimal Medios esenciales (MEM) | ThermoFisher Scientific | 11090-081 | |
| Serium bovino fetal | Corning | 35011CV | |
| HEPES (1M) | Gibco | 15630080 | |
| antibiótico-antimicótico (100X) | Gibco | 15240062 | utilizado en el paso 1.3.1 |
| Placa tratada con cultivo de tejidos de 35 mm | Corning | 430165 | |
| Nunc&comercio; Placa portadora de 24 pocillos para insertos de cultivo celular | ThermoFisher Scientific | 141006 | Tamaño de poro: 8μ m |
| Paraformaldehído (PFA) | Ciencias de la Microscopía Electrónica | 15710 | Solución al 16% |
| 1X Solución salina tamponada con fosfato (PBS) | Gibco | 10010023 | |
| Mezclador Nutator GyroTwister™ | Labnet | S1000-A-B | agitador tridimensional |
| Suero de cabra normal | VWR | 103219-578 | |
| Albúmina de suero bovino (BSA) | VWR | 97061-416 | |
| Azida sódica (NaN3) | Sigma-Aldrich | S2002-25G | |
| Solución de borohidruro de sodio (NaBH4) | Sigma-Aldrich | 452904-25ML | Utilice la solución, en lugar de la en forma de tableta o polvo |
| Alcohol polivinílico (PVA) | Sigma-Aldrich | P8136-250G | Soluble en agua fría |
| Triton™ X-100 | Sigma-Aldrich | 93443-100ML | polietilenglicol terc-octilfenil |
| éter Filtros de jeringa | ThermoFisher Scientific | 725-2520 | 25mm |
| 10mL Jeringas | BD | 309695 | |
| Ratón anticuerpo anti-p63 (4A4) | Biocare Medical | CM 163A | Dilución 1:500 |
| Anticuerpo anti-MVH de conejo | Abcam | ab13840 | Dilución 1:600 |
| Alexa Fluor® anti-ratón de cabra 594 | ThermoFisher Scientific | A-11032 | Dilución 1:1000 |
| Alexa Fluor® anti-conejo de cabra 488 | ThermoFisher Scientific | A-11034 | Dilución 1:1000 |
| 4,6-Diamidino-2-fenilindol (DAPI) | ThermoFisher Scientific | 62248 | |
| D-(-)sorbitol | Sigma-Aldrich | 240850-100G | |
| Glicerol | Sigma-Aldrich | G9012-100ML | |
| Urea | Sigma-Aldrich | U5378-500G | |
| Dimetilsulfóxido (DMSO) | Sigma-Aldrich | D2650-5X10ML | |
| FIJI-ImageJ | Software de procesamiento de imágenes | ||
| Pipetas de transferencia de plástico desechables | VWR | 414044-034 |