שיטת STA-PUT מאפשרת הפרדה של אוכלוסיות שונות של תאי spermatogenic בהתבסס על גודל וצפיפות.
Method Article
שיטת STA-PUT מאפשרת הפרדה של אוכלוסיות שונות של תאי spermatogenic בהתבסס על גודל וצפיפות.
תאי זרע של יונקים הוא תהליך התמיינות מורכב המתרחש במספר שלבים בtubules seminiferous של האשכים. נכון לעכשיו, אין מערכת תרבית תאים אמינה המאפשרת בידול spermatogenic במבחנה, ורוב המחקרים ביולוגיים של תאי spermatogenic דורשים קציר רקמות ממודלים של בעלי חיים כמו העכבר והחולדה. בגלל האשך מכיל סוגים רבים של תאים - גם הלא spermatogenic (יידיג, Sertoli, מיאלואידית, ותאי אפיתל) וspermatogenic (spermatogonia, spermatocytes, spermatids העגול, עיבוי spermatids ותאי זרע) - מחקרים של המנגנונים הביולוגיים המעורבים בתאי זרע דורש הבידוד והעשרה של תאים מסוגים שונים. שיטת STA-PUT מאפשרת להפרדת אוכלוסייה הטרוגנית של תאים - במקרה זה, מהאשכים - דרך שיפוע BSA ליניארי. סוגי תאים בודדים משקעים עם מהירות שקיעה שונה בהתאם לספירהגודל ll, והשברים מועשרים לתאים מסוגים שונים יכולים להיות שנאספו ומנוצלים בניתוחים נוספים. בעוד שיטת STA-PUT לא לגרום לשברים טהורים מאוד של סוגי תאים, למשל כמו ניתן להשיג עם שיטות מיון תא מסוימות, הוא מספק תשואה גבוהה בהרבה של תאים הכולל בכל שבריר
(~ 1 x 10 8 תאים / סוג spermatogenic תא מאוכלוסייה התחלתי של 7-8 x 10 8 תאים). שיטת תשואה גבוהה זה דורשת רק כלי זכוכית מתמחה ויכולה להתבצע בכל חדר קר או מקרר גדול, מה שהופך את שיטה אידיאלית למעבדות שיש להם גישה מוגבלת לציוד מיוחד כמו סדרן הקרינה הופעלה תאים (FACS) או elutriator.
תאי זרע של יונקים הוא תהליך התמיינות מורכב המתרחש במספר שלבים בtubules seminiferous של האשכים 1. בקצרה, הגזע דמוי spermatogonia שמתגורר בסמוך לאפיתל של מתרס אבובית seminiferous ולהתמיין לspermatocytes, אשר לאחר מכן יעבור חטיבות meiotic. לאחר מיוזה היא מוחלטת, וכתוצאה מכך התאים הפלואידים, או spermatids העגול, עוברים spermiogenesis, תהליך בידול המערב את שפיכת הציטופלסמה והדחיסה של הגרעין. Spermatids לפתח בהדרגה השוטון ועובר התארכות והתעבות של הגרעין, הפקת spermatids מתארך ולאחר מכן עיבוי, בהתאמה. מוצרי הקצה הם תאי זרע, המשתחררים ללומן של אבובית seminiferous וסופו של דבר ליותרת האשך שבו הם בוגרים יותר.
בגלל התהליך של spermatogenesis מסתמך על תנאים הורמונליים ומולקולריים מיוחדים בהאשכים, מערכת תרבות אמינה במבחנה לכל התהליך של תאי זרע עדיין לא פותחו 2,3. שיטות תרבות פותחו ליצירה "תאי נבט קדמוני דמוי תא" ו "תאים עגולים כמו spermatid-" הפלואידים, מתאי גזע, אך שיטות אלה עדיין לא מסוגלים לייצר כמויות גדולות של תאים אלה ולא מצליחים לייצר תא spermatogenic מאוחר יותר סוגי 4,5. למרבה המזל, סוגי spermatogenic התא שונים באופן משמעותי בגודלם, המאפשר להשעית תא בודד המתקבלת מכל אשכים להיות מופרדים עם שיפוע נוזלי. שיטת STA-PUT, הפגין כאן, משתמשת בשיפוע BSA ליניארי ושקיעה פשוט להפריד תאי spermatogenic מבוסס על גודל והמסה 6-9.
יש שיטת STA-PUT מספר יתרונות על פני שתי שיטות נפוצות ביותר האחרות כדי להפריד בין סוגי spermatogenic תא: FACS וelutriation 10-13. מנגנון STA-PUT דורש onlכמה חתיכות y של כלי זכוכית מתמחה התאספו בחדר קר או מקרר גדול. לכן, זה פחות יקר מאשר באמצעות סדרן תא או elutriator. שיטת STA-PUT מניבה כמויות גדולות יותר של תאים לכל סוג תא ואשך מאשר ניתן למיין על ידי FACS במסגרת זמן דומה, אם כי טוהר של כל אוכלוסיית תא הוא לא גבוה כמו אלו שהושגו עם 11 FACS. מיון תא ניצול חרוזים מגנטיים (מיון מגנטי מופעל סלולרי, מחשבי מקינטוש) לאחרונה מועסק בהצלחה להעשרת spermatogonia מאוכלוסיית תאי אשכים מעורבת, אבל זה כרגע לא מתאים להפרדת spermatocytes או spermatids בשל חוסר ידע של שטח מתאים סמני 14. יתרון נוסף של שיטת STA-PUT על FACS או MACS הוא היכולת לבודד תאי קיימא מתאימים לתרבות שלאחר מכן, כי, בניגוד לרוב פרוטוקולי FACS, היא אינה דורשת כל ה-DNA או סוגים אחרים של מכתים. למחקרים שדורשים lתשואות arge של סוגי תאי spermatogenic ב ~ טוהר 90%, STA-PUT היא שיטה אידיאלית.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
פרוטוקול STA-PUT כרוך בשלושה שלבים: 1) הגדרה של המנגנון וחומרים כימיים, 2) הכנה של השעיה תא מכל אשכים, ו3) טעינה סלולרי, שקיעה, ואיסוף שברים. כאשר היא מבוצעת על ידי צוות של שני חוקרים, הפרוטוקול לוקח שמונה שעות בממוצע.
1. הקמת מנגנון STA-PUT (איור 1)
*** מנגנון STA-PUT צריך להיות ממוקם במקרר גדול 4 ° C או חדר קר שיכול גם להכיל אספן שבריר, אם שיטה זו של אוסף היא מועדפת.
2. בידוד תאי Spermatogenic מאשכים שלמים
3. טוען תא ושקיעה
4. חלוקה וניתוח של שברים
*** כפי שאתה לבצע את השלבים הבאים, יש להיזהר שלא להפריע את השיפוע. אם שיפוע BSA מופרע, ההליך לא יעבוד!
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
התוצאה האידיאלית מהליך STA-PUT היא הפרדה די בולטת של תאים מהאשכים המבוססים על גודל תא וצפיפות. בעוד התאים מבודדים מאשכי סדימנטציה דרך שיפוע BSA, כמה להקות שונות של תאים יכולות להיות שנצפו. כל גושים של תאים נוטים לשקוע בתחתית של השיפוע ולא לזהם את השברים האחרים. עוד קצת במעלה השיפוע יהיה גופני הגדול ותאי meiotic. במעלה השיפוע עדיין יהיה spermatids העגול קטן יותר. בחלק העליון של השיפוע יהיה מרוכז spermatids, זרע, ומזהם תאי דם אדומים (מופיעים אלה להיות תאים עגולים קטנים ללא גרעין). <...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
אלה שלומדים spermatogenesis להסתמך על מודלים של בעלי חיים לדגימות תאי spermatogenic, כמערכת תרבית תאים אמינה עדיין לא קיימת ליצירה כל סוגי תאי spermatogenic 3. למרות שתאי spermatogenic נאספים בקלות מכל אשכים, רק אוכלוסיית תוצאות מעורבת. זה מהווה בעיה למי שרוצה ללמוד תתי סוגים מסוימים של תאים אלה, כגון תאי meiotic, spermatids העגול, וspermatids עיבוי. שלוש שיטות שונות משמשות כיום להפריד בין תתי סוגים של תאי spermatogenic הבאים: STA-PUT, FACS, וelutriation 6-13.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים. פרוטוקול זה שמפגינים כרוך בשימוש בעכברי מעבדה ובוצע בהתאם לכל הנחיות הרלוונטיות, תקנות ורשויות רגולטוריות. בעלי חיים המשמשים בפרוטוקול זה נשמרים תחת הדרכתו ואישור מאוניברסיטת ועדת טיפול בבעלי חיים ושימוש המוסדי פנסילבניה (פרוטוקול # IACUC 804,284).
מחקר זה נתמך על ידי GM055360 NIH מענקים לSLB וU54HD068157 לRGM. JMB נתמכה על ידי T32 הגנטיקה הדרכה גרנט באוניברסיטת פנסילבניה (GM008216).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| ב-BSA | Affymetrix/USB | 10857 100MG | Alternate. |
| תמיסות BSA של 0.5%, 2% ו-4% | ממיסים 0.25 גרם, 11 גרם ו-22 גרם (בהתאמה) בנפחים כוללים של 50 מ"ל, 550 מ"ל ו-550 מ"ל של 1x KREBS (בהתאמה). | יהפוך ליום של נוהל STA-PUT. מסננים לעקר. | |
| KREBS (10x) | 3.26 גרם KH2PO4 + 139.5 גרם NaCl +5.89 גרם MgSO4/7H20 + 40 גרם דקסטרוז + 3.78 גרם CaCl2/2H20 + 7.12 גרם KCl, להביא ל-2 ליטר עם ddH20 | חיטוי/מסנן ולאחסן ב-4 מעלות; C למספר חודשים. | |
| KREBS (1x) | ממיסים 4.24 גרם NaHCO3 in 100 מ"ל ddH20. יש להוסיף 200 מ"ל 10x KREBS. מביאים ל-2 ליטר עם ddH20. | יהפוך ליום של נוהל STA-PUT. מסננים לעקר. | |
| קולגנאז | סיגמא | C9891-1G | |
| DNAse | סיגמא | DNEP-5MG | |
| טריפסין | סיגמא | T9201-1G | |
| DAPI | העדפה של החוקר | ||
| Triton-X100 | העדפת החוקר | ||
| פורמלדהיד (~37%) | העדפת החוקר | ||
| טבלה 2: | |||
| ציוד # | הערות | ||
| מכשיר STA-PUT מלא | חנות | זכוכית ProScienceSTA-PUT (הליך זה משתמש בתא השיקוע הסטנדרטי: Cat. מס' 56700-500) | כולל את כל כלי הזכוכית והציוד למכשיר. כלי זכוכית חלופיים זמינים לביצוע STA-PUT עם מספרי תאים קטנים יותר. |
| 10 μ מסנן רשת m | פישרברנד | 22363549 | |
| כלי חיתוך עכבר | העדפת החוקר | ||
| 14 מ"ל צינורות איסוף שברים תחתונים עגולים עם כובעים | העדפת החוקר | ||
| זקוק לכ-100 צינורות | |||
| אספן שברים | GE Healthcare מדעי החיים | דגם: Frac-920, קוד מוצר: 18-1177-40 | ניתן להשתמש בחלופה. |
| שקופיות מיקרוסקופ, כיסוי זכוכית | העדפת החוקר | ||
| מיקרוסקופ אור/פלואורסצנטי | העדפת החוקר |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission