ここでは、ICSIに起因する可能性のあるグルコース代謝の加齢に伴う変化を観察できるように、細胞質内精子注入(ICSI)-胚移植(ET)マウスを確立するためのプロトコルを提示します。
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ここでは、ICSIに起因する可能性のあるグルコース代謝の加齢に伴う変化を観察できるように、細胞質内精子注入(ICSI)-胚移植(ET)マウスを確立するためのプロトコルを提示します。
人間の寿命はかなり長いですが、マウスモデルは比較的短期間で人間の全寿命をシミュレートでき、マウスの寿命の1年は人間の約40年に相当します。細胞質内精子注入法(ICSI)は、臨床現場で一般的に使用される生殖補助医療です。しかし、約30年前に登場した比較的最近のことを考えると、この技術が人類の発展に及ぼす長期的な影響は不明のままです。本研究では、マウスモデルを用いたICSIと胚移植(ET)を組み合わせた法を確立しました。その結果、正常なマウス精子は、 体外 培養とその後の顕微授精を受けた後、受精率89.57%、2細胞受精率87.38%を示しました。ET後、子孫の出生率は約42.50%でした。さらに、マウスの老化に伴い、グルコース代謝レベルの変動が観察されましたが、これはICSI技術の適用に関連している可能性があります。これらの知見は、マウスICSI-ET技術が、精子異常が胚発生に及ぼす影響や、特に糖代謝に関して、精子の異常が子孫の健康に及ぼす長期的な影響を評価するための貴重なプラットフォームを提供することを示しています。この研究は、ICSI技術が人間の発達に及ぼす潜在的な影響に関するさらなる研究に重要な洞察を提供し、この技術の長期的な影響についての詳細な調査の必要性を強調しています。
不妊症の問題は、特に出生率の低下と不妊症の重症度の増加、有病率および重症度が目立つようになった現代社会において、医学的および社会学的な懸念の主要な焦点として浮上しています。生殖補助医療(ART)は、これらの課題に取り組むための幅広い可能性を提供し、細胞質内精子注入法(ICSI)は治療的介入として一般的に利用されています。
1992年にパレルモが細胞質内精子注入法(ICSI)による妊娠成功を初めて報告して以来、ICSIは生殖補助医療(ART)1において極めて重要な技術となっています。しかし、ICSIが臨床現場で使用されてきたのはわずか30年と、人間の寿命に比べて比較的短い期間であることを考えると、ICSIの長期的な影響、特に子孫の発育への影響は広く調査および解明されていません。現在、遺伝的背景が均一で寿命が短いという特徴を持つマウスは、医学研究で広く利用されている代替モデルとして浮上しています。さらに、マウスモデルは、マウスの1年が人間の約40年に相当する圧縮された時間枠内で人間の全寿命を再現することができます2。
過去10年間で、いくつかの小規模な研究で、顕注によって妊娠した人は、人生の後半で異常な血糖値などのメタボリックシンドロームを発症するリスクが高くなる可能性があることが報告されています3,4。エビデンスは決定的ではありませんが、この発見は、ICSIの長期的な健康への影響について、科学界内で深刻な懸念を引き起こしています。この状況は、ARTとその長期的な健康への影響について、より厳密な評価が急務であることを強調しています。特に、ヒト研究の限界と倫理的考慮に照らして、ICSI後のヒトの子孫の発達を正確に再現できる動物モデルの開発がますます重要になっています。このような状況において、マウスICSI-ET(Intracytoplasmic Sperm Injection-Embryo Transfer)モデルは、ヒトのICSIを模倣し、子孫の健康状態の長期モニタリングを容易にする能力があるため、ICSI技術が子孫に及ぼす潜在的な健康リスクを評価するための効果的なツールとなっています5。
この研究は、ランダム血糖モニタリング、空腹時血糖検査、およびマウスのグルコース代謝状態を評価するための耐糖能試験を採用することにより、一般的な代謝表現型、すなわち子孫のグルコース代謝健康に対するICSI-ET技術の影響を調査することを目的としています。ランダムな血糖モニタリングは、正常な生理学的活動中のグルコース代謝の自然な変動を捉えるために利用されますが、空腹時血糖および耐糖能試験は、潜在的な糖尿病予備軍の状態を評価するために使用されます。
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以下に説明するICSI-ETのプロトコルは、ガイドラインに従っており、上海家族計画研究所の研究の動物倫理レビューによって承認されています。安全手順:化学物質や生体材料を取り扱うときは、常に適切な個人用保護具(PPE)を着用してください。フードの使用:認定されたヒュームフードまたはバイオセーフティキャビネット内で、揮発性化学物質またはエアロゾルの発生を含むすべての手順を実行します。雌マウス(6-8週齢のB6D2F1系統)を過剰排卵手順に使用します。
1. マウスのICSI
2. マウス胚盤胞の子宮移植
3.ランダム血糖値、空腹時血糖値、および耐糖能試験
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当研究室では、マウスの精巣上体尾側精子を用いたICSIを用いて、受精率89.57%、2細胞受精率87.38%を達成しました。ET後の子孫の出生率は約42.50%です。驚くべきことに、すべての受精率、2細胞率、および子孫出生率は、ヒトARTで達成されるレベルに匹敵し、マウスでのヒトART技術のさまざまな段階の包括的なシミュレーションを可能にしました。詳細については、 表1 および 表2に示します。成長・発達過程において、自然生まれマウスと顕微授精マウスとの間でランダムな血糖値の変動は認められませんでした(図2)。しかし、雄の顕微授精マウスは、実験全体を通じて空腹時血糖値が継続的に高値を示し(図3)、空腹時血糖の恒常性が損なわれていることが示されました。興味深いことに、雌のICSIマウスは対照群と比較して変化を示さなかった。GTTでは、雄の顕微授精マウスと対照群の間で血糖値に有意な変化が見られ(図4
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この研究では、マウスの細胞質内精子注入(ICSI)と胚移植(ET)技術を統合して、ヒト生殖補助医療(ART)を包括的に再現し、ETと組み合わせたICSIが子孫の発達に与える影響を調べました。正常なマウス精子に顕微授精法を適用したところ、高い受精率(86.76%)と2細胞率(88.48%)が得られました。ET後の仚マウスの出生率は約42.50%であり、技術プラットフォームの堅牢性を示しています。この研究で最も注目すべき発見は、ICSIの子孫におけるグルコース代謝レベルの加齢に伴う変動であり、これはICSI技術の適用に起因する可能性があります6。
グルコース代謝レベルの変動の観察は、この研究で注目すべき発見を構成します。この知見は、ICSI技術が子孫の健康、特にグルコース代謝7に及ぼす潜在的な長期的影響を示唆している。この現象の背後にある理由を解明するために、ICSI手順に含まれる重要な技術的ステップを包括的に検討しました。...
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著者には、開示すべき利益相反はありません。
この作業は、上海市張江国家独立イノベーション実証区特別開発基金の主要プロジェクト計画(ZJ2022-ZD-006)、上海市科学技術委員会対象資金プロジェクト(22DX1900400)、上海市衛生委員会の青年プログラム(20204Y0276)の支援を受けました。中国国家自然科学基金会(32070849)。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 1.25% アベルチン (2,2,2-トリブロモエタノール) | 麻酔のための南京愛北 | M2960 | |
| 学的なペトリ皿 35 x 10 mm スタイル w/堅い蓋、結晶グレードのバージン ポリスチレン、滅菌 | BD | 353001 | |
| 細菌学的なペトリ皿 50 x 9 mm スタイル w/タイトな蓋、結晶グレードのバージン ポリスチレン、滅菌 | BD | 351006 | |
| バイオセーフティ キャビネット | ESCO | class BSC | 無菌手術、培養皿作り、試薬の分注など |
| CO2インキュベーター | サーモ | 8000DH | 胚培養 |
| 解剖顕微鏡 | オリンパス | SZX16 | マウス胚移植での使用 |
| フロリナート FC-770 | シグマ | F3556 | フロリナート FC-770 は、高い絶縁耐力と抵抗率を持つ熱的に安定した完全フッ素化液体で、作動流体 |
| ハンドヘルドグルコメーター | ロシュ | AccuChek performa | 血液として使用されますグルコース測定 |
| HTF | メルク | MR-070-D | マウス体外受精用に設計されたEmbryoMax Human Tubal Fluid(HTF)(1x)液体は、50mLのフォーマットで入手可能で、胚培養用に最適化され、検証されています。 |
| 油圧マイクロインジェクター | Eppendorf | CellTram 4r オイル、5196000030 | 精子注入用 |
| 倒立顕微鏡 | Nikon | TI2-U | マイクロマニピュレーション観察ホスト |
| KSOM | Merck | MR-020P-D | (1x), 粉末, フェノールレッドなし, 5 x 10 mL |
| M2 | Merck | MR-015-D | EmbryoMax M2 Medium (1x), 液体, フェノールレッド |
| マイクロマニピュレーター | ナリシゲ | NTX-N4 | マイクロマニピュレーションアーム |
| 鉱物油 | SIGMA | M8410 | 鉱物油は、さまざまな分子生物学アプリケーションで蒸発と交差汚染を制御するためのカバー層として使用するのに適しています。 |
| ニードルカッター | 南京愛平 | サッター MF-800 | マイクロマニピュレーション針の製造に使用 |
| ニードルプーラー南 | 京アイベイ | サッターモデルp-100 | マイクロマニピュレーション針を作るための使用 |
| ピエゾドリルトリップムース ICSI エ | ッペンドルフ | 5195000.087 | ICSI注射針の応用。 |
| 圧電マイクロマニピュレーター(メンブレーカー) | エッペンドルフ | エッペンドルフ PiezoXpert | マイクロパルスを使用して卵子の透明帯と卵子の尾孔を切断します |
| 空気圧マイクロインジェクター | エッペンドルフ | CellTram 4r Air, 5196000013 | 卵子の固定用 |
| すぐに使えるヒト絨毛性ゴナドトロピン(Hcg) | 南京愛北 | M2520 | 滅菌試薬、腹腔内注射 50 IU/mL |
| Ready-to-use Pregnant Mare's Serum Gonadotropin (PMSG) | Nanjing Aibei | M2620 | 滅菌試薬、腹腔内注射 50 IU/mL |
| 実体顕微鏡 | Olympus | SZX7 | 卵子の採血と胚発生の観察 |
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