כאן, אנו מתארים את בידוד המיטוכונדריה מתאי גזע מזנכימליים שמקורם בעכברים, ולאחר מכן מעבירים את המיטוכונדריה לביציות עכברים מזדקנות כדי לשפר את איכות הביציות.
מאמר שיטה
כאן, אנו מתארים את בידוד המיטוכונדריה מתאי גזע מזנכימליים שמקורם בעכברים, ולאחר מכן מעבירים את המיטוכונדריה לביציות עכברים מזדקנות כדי לשפר את איכות הביציות.
בשל הירידה בכמות ובאיכות הביציות הקשורות לגיל, הפוריות של נשים מעל גיל 35 ירדה בחדות. המנגנונים המולקולריים השומרים על איכות הביציות נותרו לא ברורים, ולכן קשה להגדיל את שיעור הילודה של נשים מעל גיל 35 כיום. ביציות מכילות יותר מיטוכונדריה מכל סוג של תא בגוף, וכל תפקוד לקוי של המיטוכונדריה עלול להוביל לירידה באיכות הביציות. בשנות ה-90 של המאה ה-20, העברה ציטופלזמית של ביציות הביאה להצלחה רבה ברבייה אנושית אך לוותה במחלוקות אתיות. השתלה מיטוכונדריאלית אוטולוגית צפויה להיות טכניקה שימושית להגברת איכות הביציות שירדו עקב הגיל. במחקר הנוכחי, השתמשנו בתאי גזע שמקורם בשומן מעכברים מזדקנים כתורם מיטוכונדריה כדי להגביר את איכות הביציות של עכברים מזדקנים. פיתוח נוסף של טכנולוגיית העברה מיטוכונדריאלית אוטולוגית יספק טיפול חדש ויעיל לאי פוריות אצל נשים מבוגרות.
אחד הגורמים החשובים המשפיעים על פוריות האישה הוא הזדקנות הביציות; ירידה באיכות הביציות היא הגורם העיקרי לאי פוריות אצל נשים מבוגרות. עם זאת, הגורם העיקרי להזדקנות הביציות והמנגנון המולקולרי המווסת את איכות הביציות עדיין אינם ברורים. מחקרים קודמים הצביעו על כך שגם מספר וגם איכות המיטוכונדריה מעורבים בבקרת האיכות של הביציות ובהתפתחות העובר 1,2,3. הירידה בכמות ובאיכות המיטוכונדריה קשורה קשר הדוק להזדקנות3.
נעשו ניסיונות רבים לשפר את תפקוד המיטוכונדריה בביציות מזדקנות, כולל תוסף התזונה של מיטוכונדריה והעברת מיטוכונדריה. בין תוספי התזונה הידועים והיעילים של מיטוכונדריה קו-אנזים Q10 (CoQ10), חומצה אלפא-ליפואית (α-LA) ורסברטרול (RSV)4. מחקרים הראו כי תוסף CoQ10 יכול לא רק לשפר את הירידה הקשורה לגיל בכמות ובאיכות הביציות, אלא גם לקדם התפתחות תקינה וביצוץ של ביציות5. α-LA מאט את הירידה באיכות הביציות הקשורה להזדקנות ולפנוטיפ המטבולי של חולים עם תסמונת השחלות הפוליציסטיות (PCOS)6,7. רזברטרול יכול להפחית את מספר הביציות עם צירים לא תקינים ויישור כרומוזומים לא תקין מוגבר בעכברים מזדקנים, תוך השפעה על ההתפתחות העוברית באופן תלוי מינון8. עם זאת, מכיוון שההשפעה הקלינית של תוספי תזונה של מיטוכונדריה לא הגיעה לרמות הצפויות, יש לחקור טיפולים יעילים אחרים.
הניסיון הראשון להעברת מיטוכונדריה בוצע בשנת 1997. העברת ציטופלזמה של ביציות מתורם צעיר לביציות מושתלות מבוגרות שיפרה את איכות הביציות של החולים הקשישים, שילדו תינוקות בריאים בהצלחה9, וזה היה הרציונל מאחורי השימוש בטכניקה זו. עם זאת, לא ניתן ליישם העברה ציטופלזמית של ביציות אלוגניות בפרקטיקה הקלינית משתי סיבות עיקריות - בעיית ההטרוגניות הגנטית ובעיות רגולטוריות הנגרמות על ידי השתלת מיטוכונדריה מתורם. מחקר קודם הראה כי השתלת מיטוכונדריה של תאים אוטולוגיים יכולה לשפר את איכות הביציות, התפתחות העובר והפוריות של עכברים מזדקנים10, שלא היו להם בעיות אתיות או הטרוגניות גנטית ופתרו כמה בעיות הנגרמות מהעברת ציטופלזמה של ביצית תורם לביציות מקבלות 10,11.
בינתיים, העברת מיטוכונדריה של תאים אוטולוגיים הייתה עדיפה על ההשפעה של תוספי תזונה קודמים של מיטוכונדריה על שיפור איכות הביציות11. לכן, השתלת מיטוכונדריה של תאים אוטולוגיים היא הבחירה המתאימה ליישום הקליני של טכנולוגיה זו12. ניתן להשיג תאי גזע שמקורם בשומן (ADSCs) בטכנולוגיה זעיר פולשנית, קלים לבידוד ולתרבית, ויכולים להיות תא "זרע" אידיאלי לרפואה רגנרטיבית. המיטוכונדריה עשירה ב-ADSCs, ותפקוד המיטוכונדריה אינו יורד עם הגיל, מה שמצביע על כך ש-ADSCs הם מקור מצוין למיטוכונדריה13,14. בפרוטוקול זה, אנו מציגים שיטה להעברת המיטוכונדריה של תאי גזע מזנכימליים שמקורם בשומן עכבר לביציות עכברים מיושנות כדי לשפר את איכות הביציות. זהו מודל שימושי לטכנולוגיית העברה מיטוכונדריאלית אוטולוגית של ADSC אנושי.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל הניסויים בבעלי חיים שתוארו אושרו על ידי ועדת האתיקה למחקר בבעלי חיים של בית החולים המסונף השלישי, אוניברסיטת סוצ'ו. כל הפעולות עוקבות אחר הסוכנות המתאימה לטיפול ושימוש בבעלי חיים והנחיות לאומיות. עיין בטבלת החומרים לפרטים על כל החומרים, המכשירים והריאגנטים המשמשים בפרוטוקול זה.
1. בידוד ואפיון של תאי גזע מזנכימליים שמקורם בעכברים מזקנים (ADSCs)
2. בידוד המיטוכונדריה מתאי גזע שומניים
הערה: כל פעולות בידוד המיטוכונדריה חייבות להתבצע על קרח.
3. גירוי-על בשחלות
4. העברה מיטוכונדריאלית יחד עם ICSI
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בפרוטוקול הזה בודדנו ואפיינו ADSCs משומן עכבר (איור 1). כדי להשיג מיטוכונדריה מבודדת, יש לשבש את קרום התא באמצעות הומוגנייזר זכוכית. (איור 2A). חשוב להשיג שבר מיטוכונדריאלי אחיד ללא גושים גדולים כדי שצינור המיקרו-הזרקה לא ייחסם. ראשית, יש להשתמש ב-200 מיקרוליטר ולאחר מכן ב-10 מיקרוליטר בקצות פיפטה כדי להשעות את ההומוגנטים בעדינות; לבסוף, יש להשתמש במחט 29G כדי לשאוב לאט פעמיים או שלוש כדי להשיג את הרכיבים המיטוכונדריאלים שיכולים לשמש להזרקה (
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ביציות מכילות יותר מיטוכונדריה מכל סוג של תא בגוף, עם ~1-5 × 105 מספרי עותקים של mtDNA. מיטוכונדריה חיונית להבשלת הביציות, ההפריה והתפתחות העובר, ולכן כל תפקוד לקוי של המיטוכונדריה עלול להוביל לירידה באיכות הביציות. ירידה בכמות ובאיכות המיטוכונדריה קשורה קשר הדוק להזדקנות פיזיולוגית. בפרוטוקול זה, הוצגה שיטה פשוטה לבידוד מיטוכונדריה מה-ADSCs של עכברים מזדקנים והעברה לביציות עכברים מיושנות כדי לנסות לשפר את איכות הביציות המזדקנות.
מאז שמדענים ערכו את...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין ניגודי אינטרסים לחשוף.
המחברים מבקשים להודות לתמיכה מהקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (82001629 ל-X.Q.S.), פרויקט המחקר הבסיסי של לשכת המדע והטכנולוגיה של צ'אנגג'ואו תחת מענק מספר CJ20200110 (ל-Y.J.Y.), תוכנית הנוער של קרן מדעי הטבע של מחוז ג'יאנגסו (BK20200116 ל-X.Q.S.), ומימון מחקר פוסט-דוקטורט של מחוז ג'יאנגסו (2021K277B עד X, ש.ס.).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 0.05% טריפסין/EDTA | גיבקו | 25300054 | תרבית תאים |
| 4% פרפורמלדהיד | ביוטיים | P0099 | אימונופלואורסצנציה |
| 40 μ מסננת תאים | m Corning | 352340 | ADSC בידוד |
| אינדוקציה אדיפוגנית | Cyagen | HUXXC-90031 | התמיינות רב כיוונית |
| תמיסת צביעה אדומה אליזרין | Sigma | A5533 | התמיינות רב כיוונית |
| נוגדן נגד CD29 | BD Biosciences | ניתוח זרימה | |
| 558741 נוגדן נגד CD34 | BD Biosciences | ניתוח זרימה | 560942 |
| נוגדנים נגד CD90 | BD Biosciences | ניתוח זרימה | 553016 |
| נוגדנים נגד HLA-DR | BD Biosciences | 555560 | ניתוח זרימה |
| β-actin | Abcam | ab-8226 | בדיקת תפקוד מיטוכונדריאלי |
| BSA | Sigma | V900933 | אימונופלואורסצנטי |
| CCCP | Solarbio | C6700 | מיטוכונדריה JC-1 ניתוח זרימה |
| ChamQ אוניברסלי SYBR qPCR Master Mix | Vazyme | Q711 | qPCR |
| קולגנאז מסוג I | Sigma | SCR103 | בידוד ADSC |
| DAPI | Invitrogen | D1306 | אימונופלואורסצנטי |
| DMEM-F12 | Gibco | 11320033 | תרבית תאים |
| DMSO | Sigma | 276855 | מיטוכונדריה JC-1 ניתוח זרימה |
| EGTA | Sigma | 324626 | בידוד מיטוכונדריה |
| FBS | Gibco | 10100147 | תרבית תאים |
| BD Biosciences | FACSCanto& סחר; II | מאפיינים של ADSCs | |
| מיקרוסקופ פלואורסצנטי | leica | DM2500 | ג'לטין אימונופלואורסצנטי |
| סיגמא | 48722 | צינור הומוגניזציה מזכוכית התמיינות רב כיוונית | |
| מיטוכונדריה | F519062 | סנגון | |
| Aibei | M2520 | גירוי-על שחלתי | |
| היאלורונידאז | סיגמא | H1115000 | גירוי-על שחלתי |
| מיקרוסקופ הפוך | אולימפוס | IMT-2 | |
| ערכת צביעת מיטוכונדריה מבודדת | Sigma | CS0760 | מיטוכונדריה JC-1 ניתוח זרימה JC-1 |
| Sigma | T4069 | בדיקת תפקוד מיטוכונדריה | |
| KCl | Sigma | P5405 | העברת מיטוכונדריה |
| KH2PO4 | Sigma | P5655 | העברת |
| מיטוכונדריהLaminB | Abcam | ab-16048 | בדיקת תפקוד מיטוכונדריה |
| M16 Medium | Sigma | M7292 | תרבית תאי עובר |
| M2 Medium | Sigma | M7167 | תרבית תאי עובר |
| מניטול | Sigma | M9546 | העברת מיטוכונדריה |
| Microinjector | Olympus+ eppendorf | IX73 | העברת מיטוכונדריה |
| MitoTracker אדום | Invitrogen | M22425 | מכתים מיטוכונדריה |
| MOPS | Sigma | M1442 | בידוד מיטוכונדריה |
| מתווך נוירופילמנט פוליפפטיד (NFM) | סנטה קרוז ביוטכנולוגיה | sc-16143 | התמיינות רב-כיוונית |
| אינדוקציה נוירוגנית | Gibco | A1647801 | התמיינות רב כיוונית |
| אנולאז ספציפי לנוירונים (NSE) | סנטה קרוז ביוטכנולוגיה | sc-292097 | התמיינות רב כיוונית |
| שמן אדום O | סנגון | E607319 | התמיינות אדיפוגנית |
| אדום תמיסת O | סיגמה | O1516 | התמיינות רב כיוונית |
| אינדוקציה אוסטאוגנית | Cyagen | HUXXC-90021 | התמיינות רב כיוונית |
| PBS (מי מלח חוצץ פוספט) | היקלון | SH30256.LS תרבית תאים | |
| פניצילין וסטרפטומיצין | היקלון | SV30010 | תרבית תאים |
| PMSG | Aibei | M2620 | מעכב גירוי-על שחלתי |
| סיגמא | P8340 | בידוד מיטוכונדריה | |
| סוכרוז | סיגמא | V900116 | בידוד מיטוכונדריה |
| Tris | Sigma | 648314 | בידוד מיטוכונדריה |
| Tris-HCl | Sigma | 108319 | העברת מיטוכונדריה |
| Triton X-100 | beyotime | P0096 | אימונופלואורסצנטי |
| VDAC | Abcam | ab-14734 | בדיקת תפקוד מיטוכונדריה |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה