ウシ卵巣皮質のインビトロ培養と卵巣微小環境に対する栄養ステアステップ食の効果が提示される。卵巣皮質片を7日間培養し、ステロイド、サイトカイン、および卵胞ステージを評価した。ステアステップダイエット治療は、培養中の卵胞の進行をもたらすステロイド発生を増加させました.
ウシ卵巣皮質のインビトロ培養と卵巣微小環境に対する栄養ステアステップ食の効果が提示される。卵巣皮質片を7日間培養し、ステロイド、サイトカイン、および卵胞ステージを評価した。ステアステップダイエット治療は、培養中の卵胞の進行をもたらすステロイド発生を増加させました.
原始から角質段階までの卵胞の発達は、体細胞および積雲細胞卵母細胞コミュニケーションからの内分泌およびパラクリン因子を含む卵巣皮質内の動的プロセスである。卵巣微小環境についてはほとんど知られていないし、周囲のミリューで産生されるサイトカインとステロイドが卵胞の進行または逮捕に影響を与える方法.卵巣皮質のインビトロ培養は、隣接する間質によって支えられているままの正常化された環境で卵胞を発達させることができます。我々の目的は、牛の卵巣皮質のインビトロ培養を通じて、卵巣微小環境(卵胞の発達、ステロイド、およびサイトカイン産生)に対する栄養ステアステップ食の効果を決定することであった。これを達成するために、卵巣皮質片は、思春期前に2つの異なる栄養開発スキームを受けているハイファーから取り除かれました:コントロール(伝統的な栄養開発)と階段ステップ(開発中の給餌と制限)は約0.5〜1mm3 個に切断されました。これらの部分は、その後、一連のウォッシュを通過し、ウェイマスの培養培地を含む井戸に設定された組織培養インサートに配置された。卵巣皮質は、毎日の培養培地交換で7日間培養した。組織学的切除は、追加の治療なしに栄養と文化の影響を決定するために、培養前後の卵胞ステージの変化を決定するために行われました。ステロイドを測定するために皮質培養培地を数日間プール, ステロイド代謝物, サイトカイン.ステアステップ対コントロール卵巣皮質培養で卵胞の進行を可能にする卵巣微小環境でステロイドホルモンの増加の傾向があった.卵巣皮質培養技術は、卵巣微小環境のより良い理解を可能にし、内分泌の変化が生体内およびインビボ治療の両方からの卵胞の進行および成長にどのような影響を与えるかを可能にする。この培養法は、不妊治療を促進するために女性の卵胞の進行を改善する可能性のある潜在的な治療薬をテストするために有益であることが証明されるかもしれません.
卵巣皮質は、卵胞の発生が起こる卵巣の外層を表す1。初期卵胞は、最初に開発中に逮捕され、パラクリンおよびゴナドトロピン入力1、2、3、4に基づいて、一次、二次、および第三次卵胞になるために活性化される。卵巣内の生理学的プロセスをよりよく理解するために、組織培養をインビトロモデルとして使用することができ、それによって制御された環境が実験を行うことを可能にする。多くの研究は、生殖補助技術、生殖能力の保存、および卵巣癌5、6、7の研究のために卵巣組織培養を利用している。卵巣組織培養は、卵巣の健康にダメージを与える生殖毒素を調査するためのモデルとしても役立っており、多嚢胞性卵巣症候群(PCOS)8、9、10、11などの生殖障害の病因と卵巣の健康に損傷を与える。このように、この文化システムは、さまざまな専門分野に適用可能です。
げっ歯類では、胎児全体または周産期生殖腺が生殖生物学実験12、13、14、15で使用されている。しかし、大きな家畜の生殖腺は、その大きさと潜在的な変性のために臓器全体として培養することはできません。したがって、ウシ、および非ヒト霊長類卵巣皮質は、小片16、17、18に切断される。多くの研究は、国内の家畜および非ヒト霊長類1、17、18、19における原始卵胞開始における様々な成長因子を研究するために小さな卵巣皮質片を培養した。卵巣皮質培養の使用は、7日間培養されたウシおよび霊長類皮質片の血清が存在しない場合の原始卵胞開始を20日間も実証した。ヤンとフォーチュン 2006年に10日間にわたってテストステロン用量の範囲で胎児卵巣皮質培養培地を治療し、テストステロンの10-7 M濃度が卵胞の募集、生存、および初期段階の卵胞19の進行を増加することを観察した。2007年、牛胎児(妊娠5~8ヶ月)の卵巣皮質培養物を用いて、ヤンとフォーチュンは、一次から二次卵胞への移行21における血管内皮成長因子A(VEGFA)の役割を報告した。さらに、我々の研究室は、VEGFAアイソフォーム(血管形成、抗血管新生、および組み合わせ)が、VEGFAが結合する主なシグナル伝達受容体であるキナーゼドメイン受容体(KDR)を介して異なるシグナル伝達経路を調節する方法を実証するために卵巣皮質培養を利用した。この情報により、異なるVEGFAアイソフォームが卵胞の進行または逮捕を引き出すシグナル伝達経路にどのような影響を与えるかをよりよく理解することができました。まとめると、異なるステロイドまたは成長因子を用いたインビトロでの卵巣皮質片の培養は、卵胞形成を調節するメカニズムへの影響を決定する貴重なアッセイであり得る。同様に、異なる栄養体制で開発された動物は、卵巣微小環境を変化させ、女性の生殖成熟に影響を与える卵胞形成を促進または阻害する可能性がある。したがって、現在の原稿における我々の目標は、ウシ皮質培養技術を報告し、前述の13ヶ月齢に集められたコントロールまたは階段ステップの食事を与えられたハイファーからウシ皮質のインビトロ培養後に卵巣微小環境に違いがあるかどうかを判断することです。
したがって、我々の次のステップは、異なる栄養食で開発されたこれらのハイファーにおける卵巣微小環境を決定することであった。我々は、階段ステップまたはコントロールダイエットのいずれかで供給されたハイファーからの卵巣皮質を評価した。コントロールハイファーは、84日間97.9 g /kg0.75 のメンテナンスダイエットを提供されました。階段ステップダイエットは、84日間67.4 g /kg0.75 の制限された給餌食を含む8ヶ月で開始されました。最初の84日間、コントロールハイファーは97.9 g / kg0.75を受け取り続けましたが、階段牛ハイファーはさらに68日間118.9 g/kg0.75 を提供され、その後16歳の13 ヶ月で卵巣化され、濾胞期と培養前後の変化を研究しました。我々はまた、ステロイドの違いについてアッセイ, ステロイド代謝物, ケモカイン, 皮質培地に分泌サイトカイン.ステロイドおよび他の代謝物は、生体内および/または生体外で組織の生存率と生産性に対して行われた治療から直接の影響があるかどうかを判断するために測定されました。培養前後の卵巣微小環境の変化は、培養前の内分泌ミリューおよび卵胞形成のスナップショットを提供し、培養中の培養または治療が卵胞の進行または逮捕にどのように影響するかを提供した。
卵巣摘出術が米国で行われた後に卵巣が採取された。 肉動物研究センター(USMARC)は、16歳の13ヶ月でコントロールと階段ステップハイファーからのIACUC手順に従って、無菌リン酸緩衝塩水(PBS)で洗浄し、血液やその他の汚染物質を除去するために0.1%の抗生物質で洗浄し、過剰組織をトリミングし、ネブラスカ大学リンカーン大学(UNL)生殖生理学研究所UNLに運ばれました。.UNLでは、卵巣皮質片を小さな正方形に切断した(〜0.5-1 mm3;図1)7日間培養して(図2)。組織学は、培養前後の皮質培養スライドで行われ、卵胞ステージ16、24(図3および図4)、および線維症を示す細胞外マトリックスタンパク質(ピクロシルスレッド、PSR;図 5.これにより、卵胞ステージに対するインビボ栄養レジームの効果の決定が可能となり、卵胞ステージおよび卵胞進行に対する卵巣皮質の7日間の比較が可能となった。培養を通じて、培地は毎日収集され、変化し(毎日約70%の培地が収集され、250 μL/well)、毎日のホルモン/サイトカイン/ケモカインのいずれかを評価またはプールして平均濃度を得ることができます。アンドロステンジオン(A4)やエストロゲン(E2)などのステロイドは、3日間にわたってプールすることができ、放射性免疫アッセイ(RIA;;図 6)1匹の動物につき4日間にわたってプールし、高性能液体クロマトグラフィー質量分析(HPLC-MS)24、25(表1)を介してアッセイした。サイトカインアレイは、卵巣皮質培養培地26におけるサイトカインおよびケモカイン濃度を評価するために利用した(表2)。リアルタイムポリメラーゼ連鎖反応(RT-PCR)アッセイプレートを実施し、前述の16に示した特定のシグナル伝達経路に対する遺伝子発現を決定した。ステロイド、サイトカイン、卵胞ステージおよび組織学的マーカーのすべては、卵巣微小環境のスナップショットを提供し、その微小環境が「正常」または「異常な」卵胞形成を促進する能力に関する手がかりを提供する。
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卵巣は米国肉動物研究センター16から得られた。16以前に述べたように、すべての手順は、農業研究と教育における農業動物のケアと使用のためのガイドに従って、米国肉動物研究センター(USMARC)動物のケアと使用委員会によって承認されました。卵巣はネブラスカ大学リンカーン生殖研究所に持ち込まれ、そこで処理され、培養されました。
1. 必要なメディアの準備
2. 卵巣皮質培養プロトコル
注:卵巣は生後13ヶ月で春生まれのUSMARCハイファーから得られました。卵巣を十分にすすいだし、すべての血液および他の体液を抗生物質を含むPBS(0.1%)で除去し、37°C23でネブラスカ大学リンカーン再生研究所UNL(1.5時間離れた場所)に運んだ。 (輸送中の卵巣の温度に関するコメントについては、議論を参照してください)

図1:きれいなベンチで卵巣と皮質片を洗浄するためのプレートのレイアウト。(A)皮質の切片が除去されるので卵巣を洗浄するために使用されるPBS。(B) 皮質片が通過する抗生物質の打ち上がったPBS。(C)卵巣皮質片は、LB-15で最終洗浄のためにバイオセーフティキャビネットに移動する前にLB-15で4回洗浄される。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。

図2:卵巣皮質片と培養プレート(A)卵巣の皮質から切り取られた卵巣ストリップ。(B)ルーラーと皮質の部分を並べて表示する。(C)プレート内の培養液中のインサート上に4つの皮質片(約0.5〜1mm3)を置く。(D)インサートを持ち上げて、ウェルから培養培地を収集する。毎日すべての培養培地(250μL)を収集して交換して適切なpHを維持し、毎日各ウェルから約250μLが得られます(初期培養培地の約70%)。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
3. メディアコレクション
4. イメージングとダウンストリーム処理
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この牛皮質培養法は、卵巣の小片から多種多様なホルモン、サイトカイン、および組織学データを決定するために使用することができる。ヘマトキシリンおよびエオシン(H&E)のような染色は、卵胞のステージング16、23、31を通して卵巣形態を決定するために使用することができる(図3)。簡単に言えば、卵胞は、扁平上皮前顆粒球細胞の単層に囲まれた卵母細胞である原始子に分類された(0);過渡卵性卵胞または初期の初代は、主に扁平上皮前顆粒球細胞といくつかの立方腺顆粒球細胞に囲まれた卵母細胞である(1);1-1.5層の立方体顆粒球(2)に囲まれた卵子である原発卵胞。二次卵胞は、2つ以上の立方体顆粒球細胞に囲まれた卵母細胞である(3);直径1mm以下のアンタル卵胞は、それぞれ異なるアントルム(4)16、23を含む顆粒球細胞の2層以上
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この原稿に記載されているように、体外卵巣皮質培養の利点は、卵胞が卵胞を取り巻く隣接する間質を有する正常化された環境で発達することです。体細胞と卵母細胞はそのまま残っており、インビボモデルとして適切な細胞間通信がある。我々の研究室は、7日間の培養システムが卵巣皮質の治療のための代表的な卵胞形成およびステロイド生成データを提供することを発見した。他の卵巣組織培養プロトコルは、1〜6日、32または10〜15日5、6、10の長い培養期間が比較的短い培養期間を有する。しかし、我々は、7日を超える培養が組織の劣化、ステロイド生成の減少、および潜在的に汚染の可能性の増加につながることを観察した(データは示していない)。卵巣切除術後の卵巣皮質の培養は、その特定の動物内の卵巣微小環境に関する直接的な洞察も提供する。これは、栄養体制が引き続き発泡し、ハイフ...
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著者らは開示するものは何もない。
この研究は、米国国立食品農業研究所2013-67015-20965によって、ASCへのネブラスカ大学健康競争力のある助成金のための食品ASCに支援されました。米国農業ハッチ省は、ASC、ハッチ-NEB ANHL加盟#1002234 ASCにNEB26-202/W3112加盟#1011127を付与します。定量的ライフサイエンスイニシアチブ夏のポスドク学者のサポート - COVID-19 CMSのための夏の資金調達のための賞。
著者らは、この技術を検証する概念実証として現在の論文で使用された以前の出版物で卵巣を提供してくれたことに感謝するために、NE州クレイセンターの米国肉動物研究センターであるロバート・クッシュマン博士に感謝したいと考えています。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| #11 スケーペルブレード | スワン・モートン | 303 | スカプルブレード |
| #21 スケーペルブレード | スワン・モートン | 307 | スカプルブレード |
| 500mL ボトルトップフィルター | コーニング | 430514 | ボトルトップフィルター 0.22 µろ過媒体のためのmの細孔 |
| AbsoluteIDQ Sterol17 Assay | Biocrates | Sterol17 Kit | サンプルはBiocratesに送られ、ステロイドパネルが実行され、結果が返されます |
| アンドロステンジオン二重抗体RIAキット | MPBio | 7109202 | RIAで、培養培地ベルギーA4アッセイキットからアンドロステンジオンを測定& |
| nbsp; | DIAソース | KIP0451 | RIA 培地からアンドロステンジオンを測定する |
| ウシサイトカインアレイ Q3 | RayBiotech | QAB-CYT-3-1 | サイトカインキット 培地からサイトカインを測定する |
| cellSens ソフトウェア標準 1.3 | オリンパス | 7790 | イメージングソフトウェア |
| インスリン-トランスフェリン-セレン-X | Gibco サーモフィッシャー サイエンティフィック | 5150056 | 培地 |
| への添加物LeibovitzのL-15ミディアム | Gibcoサーモフィッシャーサイエンティフィック | 4130039 | クリーンベンチでのティッシュ洗浄、およびバイオセーフティキャビネット |
| 顕微鏡 | オリンパス | SZX16 | 組織培養片のイメージングに用いる分切顕微鏡 |
| 顕微鏡カメラ | オリンパス | DP71 | 顕微鏡カメラ組織培養片のイメージングに使用 |
| ミリセル細胞培養インサート0.4µm、12,mm直径 | ポアシグマPICM01250 | 、組織がそれに沈むことなく媒体に対して休むことができます | |
| マルチウェル24ウェルプレート | ファルコン | 353047 | プレート メドゥイム、インサート、およびティッシュを保持するために使用される |
| プレート ペトリ皿 60 x 15 mm | ファルコン | 351007 | 培養前の洗浄ステップに使用されるペトリ皿 |
| リン酸緩衝生理食塩水(PBS 1X) | コーニング21-040 | -履歴書 | ティッシュ洗濯に使用 |
| SAS Version 9.3 | SAS Institute | 9.3 TS1M2 | 統計解析ソフトウェア |
| トーマス・スタディ・リッグス ティッシュスライサー | トーマス・サイエンティフィック | 6727C10 | フレッシュティッシュの薄い均一切片を調製するための組織スライサー |
| ウェイマウス MB 752/1 メディウム | シグマ・アルドリッチ | W1625 | 組織培養に使用されるメディウム |
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