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Le ovaie sono i principali attori nell'invecchiamento somatico1, con contributi distinti da specifiche popolazioni cellulari. L'eterogeneità cellulare dell'ovaio rende difficile interpretare i risultati molecolari da saggi di massa dell'ovaio intero. Comprendere il ruolo di specifiche popolazioni cellulari nell'invecchiamento ovarico è la chiave per identificare i driver molecolari responsabili della fertilità e del declino della salute nelle donne anziane. Tradizionalmente, la valutazione multi-omica di specifici tipi di cellule ovariche è stata ottenuta con tecniche come la microdissezione laser2, gli approcci a singola cellula3 o la selezione cellulare4. Tuttavia, la microdissezione può essere costosa e difficile da eseguire e la selezione cellulare può alterare i profili fenotipici cellulari5.
Un nuovo approccio per valutare i profili epigenomici e trascrittomici specifici del tipo di cellula ovarica utilizza il modello murino NuTRAP (nuclear tagging and translating ribosoma affinity purification). Il modello NuTRAP consente l'isolamento di acidi nucleici specifici del tipo di cellula senza la necessità di selezionare le cellule utilizzando i metodi di purificazione dell'affinità: purificazione dell'affinità ribosomiale traslante (TRAP) e isolamento di nuclei marcati in specifici tipi cellulari (INTACT)6. L'espressione dell'allele NuTRAP è sotto il controllo di una cassetta STOP floxata e può essere mirata a specifici tipi di cellule ovariche utilizzando linee Cre specifiche del promotore. Incrociando il topo NuTRAP con una linea Cre specifica del tipo di cellula, la rimozione della cassetta STOP provoca l'etichettatura eGFP del complesso ribosomiale e la marcatura biotina/mCherry del nucleo in modo Cre-dipendente6. Le tecniche TRAP e INTACT possono quindi essere utilizzate per isolare mRNA e DNA nucleare dal tipo di cellula di interesse e procedere ad analisi trascrittomiche ed epigenomiche.
Il modello NuTRAP è stato utilizzato in diversi tessuti, come il tessuto adiposo6, il tessuto cerebrale 7,8,9 e la retina10, per rivelare cambiamenti epigenomici e trascrittomici specifici del tipo di cellula che potrebbero non essere rilevati nell'omogenato dell'intero tessuto. I vantaggi dell'approccio NuTRAP rispetto alle tradizionali tecniche di selezione cellulare includono quanto segue: 1) la prevenzione di artefatti di attivazione ex vivo 8, 2) la necessità ridotta al minimo di attrezzature specializzate (ad esempio, selezionatori di cellule) e 3) l'aumento della produttività e la riduzione dei costi delle analisi specifiche del tipo di cellula. Inoltre, la capacità di isolare DNA e RNA specifici del tipo di cellula da un singolo topo consente analisi accoppiate che aumentano il potere statistico. Poiché studi recenti hanno implicato le cellule stromali ovariche nel guidare i fenotipi di invecchiamento precoce 11,12,13, abbiamo mirato il sistema di espressione NuTRAP alle cellule stromali e teca utilizzando un driver Cyp17a1-Cre. Qui, dimostriamo che l'induzione del costrutto NuTRAP è specifica per le cellule stromali e teche ovariche, e DNA e RNA sufficienti per gli studi di sequenziamento sono ottenuti da una singola ovaia. Il modello NuTRAP e i metodi qui presentati possono essere utilizzati per studiare qualsiasi tipo di cellula ovarica con qualsiasi linea Cre disponibile.
Per la generazione di una linea murina NuTRAP ovarica specifica per tipo cellulare, l'allele NuTRAP (nuclear tagging and translating ribosome affinity purification) ha un codone STOP floxed che controlla l'espressione di BirA, peptide di riconoscimento della biotina ligasi (BLRP)-taggato mCherry/mRANGAP1 e eGFP/L10a. Quando incrociata con una linea Cre specifica per tipo cellulare, l'espressione della cassetta NuTRAP etichetta la proteina nucleare mRANGAP1 con biotina/mCherry e la proteina ribosomiale L10a con eGFP in modo Cre-dipendente. Ciò consente l'isolamento di nuclei e mRNA da specifici tipi di cellule senza la necessità di selezionare le cellule. Ilflox/flox NuTRAP può essere abbinato a un Cre specifico per il tipo di cellula rilevante per i tipi di cellule ovariche per valutare questo.