この記事では、95%エタノールをマウスの子宮に1〜3分以内に注入することにより、死亡率が非常に低く、子宮内癒着が最小限に抑えられた、信頼性と再現性のある薄い子宮内膜を作製するための詳細なプロトコルについて説明します。
この記事では、95%エタノールをマウスの子宮に1〜3分以内に注入することにより、死亡率が非常に低く、子宮内癒着が最小限に抑えられた、信頼性と再現性のある薄い子宮内膜を作製するための詳細なプロトコルについて説明します。
薄い子宮内膜(TE)は、不妊症の重大な原因として広く認識されています。しかし、TEの病因は依然として不明であり、満足のいく治療選択肢が依然として緊急に必要とされています。TEの動物モデルはいくつか開発されていますが、腹部手術と95%エタノールの注射を含むマウスモデルは、死亡率が高く、正しく行われない場合の子宮内癒着のリスクがあるため、手ごわい課題を提示します。ここでは、95% エタノールをさまざまな注入時間でマウスの子宮に注入することにより、死亡率が非常に低く、子宮内癒着が最小限に抑えられる信頼性と再現性のある TE を生成する詳細なプロトコルについて説明します。その結果、すべてのマウスが、1〜3分の注入時間でTEを成功裏に開発し、典型的な子宮内膜の厚さと腺数の減少、および過度の子宮内膜線維症を特徴とすることが示されました。これらの知見は、このマウスモデルが薄い子宮内膜の研究に適しており、将来のTE治療を開発するためのプラットフォームとして役立つことを示唆しています。
薄い子宮内膜(TE)は、産婦人科で重篤な状態であり、出産可能年齢の女性によく発症します。TEは、超音波スキャンで子宮内膜の厚さが7mm未満で、正常な子宮腔を伴い、妊娠失敗と密接に関連している場合に診断されます1,2。体外受精(IVF)治療を受けている女性の約1.5%〜9.1%がTEを経験すると推定されており、生殖医療ではますます課題となっています3,4,5。TEの最も一般的な原因は、子宮内癒着(IUA)および掻爬術の外科的分離後の不適切な子宮内膜修復を含み、これはしばしば血管分布の破壊およびまばらな腺6,7,8を伴います。これまで、TEの根底にある細胞および分子メカニズムは不明のままです。TE患者の子宮内膜の回復には時間がかかりますが、エストロゲン治療と低用量アスピリン療法が潜在的な介入として検討されています9。したがって、TE の病因の詳細な研究は、この疾患の課題に対処するための最も直接的なアプローチです。しかし、TE の病因に関する研究は動物モデルに依存しているため、適切なモデルの選択が重要になります。
薄い子宮内膜(TE)のほとんどの病理組織学的研究は、上皮細胞とマクロファージの増殖障害、卵巣ステロイドホルモン受容体の発現減少、細胞外マトリックスの過剰な沈着、および細胞老化がTEの最も重要な病理学的特徴であることを示しています6,9,10。現在、TEを模倣するために、引っ掻き傷11,12,13、虚血14、熱傷害15、および化学的損傷16,17,18,19によって誘発されるモデルを含む、さまざまなラットモデルが開発されています。ラットモデルは、針またはカテーテルで子宮内膜を引っ掻くことによって誘発され、多くの場合、TE 11,12,20,21,22ではなく子宮内癒着(IUA)を引き起こします。ラットの虚血誘発性TEモデルも報告されており、子宮内膜虚血は両側子宮動脈結紮を行うことで達成され、子宮内膜の厚さが減少します。しかし、この方法は3ヶ月を要する時間がかかり、研究にはあまり使われていない14。熱傷誘発モデルでは、人工授精管を使用して、85°Cの予熱水を子宮角の片側の合流点を通じて子宮角の片側に注入するため、他の方法よりも複雑になります15。化学的に誘発されるモデルでは、露出した子宮角に95%のエタノールを注入して、子宮内膜全体を損傷します。このモデルは、TEの病理学的メカニズムと治療を研究するための低コストと短い実験期間の利点を提供しますが、マウスではなく主にラットで使用されます16,17,23。さまざまな動物モデル、特にラットモデルが存在しますが、それぞれに制限があります。彼らはTEの特定の側面のみをシミュレートすることができ、TEの疾患特性を厳密に再現しながら、研究に便利で汎用性の高いマウスモデルはほとんどありません。
これに関連して、我々は、改良された方法24 (図1)を用いた時間勾配アプローチを用いて子宮腔内に95%エタノールを注入することにより、新規の薄い子宮内膜(TE)マウスモデルを開発しました。その結果、注入時間が1〜3分の範囲のときに、すべてのマウスがTEの発症に成功し、子宮内膜の厚さの減少、腺の減少、子宮内膜線維症の増加などの典型的な特性が示されました。これらの知見は、私たちのマウスモデルがTEの研究に適したツールであり、将来のTE治療を開発するためのプラットフォームとして役立つことを示唆しています。
本試験は、すべての動物実験が実施された深セン中山産婦人科病院(旧深セン中山泌尿器科病院)の動物実験委員会によって承認されました。この研究では、雌のC57BL/6マウス(生後6-8週齢、体重18-20g)を用いた。すべての動物を同じ部屋の特定の病原体を含まない(SPF)環境に収容し、実験前の1週間、特定の病原体のない部屋で(22 ± 1)°C、12時間の明暗サイクルで順応させました。彼らには、食料と水への自由なアクセスが提供されました。本試験で使用した試薬および装置の詳細は、 材料表に記載されています。
1.発情の識別
注:マウスの発情期は、ヒトの後期黄体期に匹敵し、この時点では子宮内膜が比較的厚くなっています。発情期のマウスをモデル誘導に選択することで、マウスが比較的一貫した生理学的状態にあることが保証されます。さらに、子宮内膜の薄化の結果は、子宮内膜の厚さが比較的厚い場合により顕著になります。この手順の詳細については、以前に公開されたレポート25、26 を参照してください。
2. グループ設計
注:TEモデルの安定性に対する95%エタノール注入のさまざまな期間の影響を評価するために、6つの治療グループが確立されました。1つのグループは、手続き上の効果のコントロールとして機能するために、エタノール投与なしで偽の手術を受けました。エタノール誘導TEのマウスは、注入時間(n = 5/グループ)に基づいて、次のように5つの治療グループにランダムに分けられました。
3. マウスにおけるTEモデルの誘導
4.サンプル収集
5. 組織の脱水症状
注:組織の脱水は、自動ティッシュプロセッサーを使用して行われます( 材料の表を参照)。
6.パラフィン埋め込み
注:これらの手順は、モジュール式の組織包埋センターを使用して実行します( 材料の表を参照)。
7. パラフィン切片
8. ヘマトキシリンおよびエオシンの染色
注:ヘマトキシリンおよびエオシンの染色は、自動スライドステイナーマシンを使用して行います( 材料の表を参照)。
9. マッソン染色
10. イメージングと解析
11. 統計分析
薄い子宮内膜(TE)の主な特徴は、子宮内膜の厚さと腺密度の減少、および子宮内膜線維症の増加です。この方法により、これらの特性をモデルマウスで再現することに成功しました。データ解析の結果、1分投与群(222.3μm±13.96μm対359.2μm±12.41μm、P <0.05)、2分投与群(168.7μm±17.57μm対359.2μm±12.41μm、P < 0.05)、3分投与群(131.8μm±359.2μm±12.41μm)で子宮内膜の厚さが有意に減少したことが明らかになりました。 P < 0.05) を対照群と比較した場合。しかし、2分群と3分群の間で子宮内膜の厚さに有意差は認められませんでした(168.7μm±17.57μm対131.8μm±3μm、P>0.05)(図3A、B)。
子宮内膜腺の数は、対照群と比較して、1分群(4.4 ± 2.38 対24.4 ± 1.6、 P < 0.05)、2分群(0.8 ± 0.49 対 24.4 ± 1.6、 P < 0.05)、および3分群(4.4 ± 3.20 対 24.4 ± 1.6、 P < 0.05)で有意に減少しました(図3A、C)。しかし、1分群、2分群、3分群で子宮内膜腺の数に有意差は認められなかった。
TEは95%エタノールで7日間処理した後に発生したため、子宮内膜の厚さが注入期間に関連している可能性があると仮定されました。これを調べるために、さらに 2 つのグループを 95% エタノールでそれぞれ 4 分間および 5 分間処理しました。興味深いことに、注入時間が長くなると、結果は重度の子宮癒着を示しました。(図4)、子宮腔がほとんど見えなくなります。さらに、注入時間が長くなった場合、マウスの子宮には子宮内膜腺は観察されませんでした(図4)。
さらに、子宮内膜線維症のレベルは、マッソン染色によって確認されたように、95%エタノール注入の持続時間とともに増加し、損傷した子宮内膜の過度の線維化を示しています(図5A、B)。

図1:TEマウスモデル設立のフローチャート。 全体の手順には、次の手順が含まれています:まず、マウスは実験の1週間前に順応させられました。次に、2つの発情周期をモニターしました。次に、3回目の発情期のマウスを、子宮腔内に95%エタノールを注入することにより、モデル確立のために選択されました。エタノール注射の7日後、マウスを屠殺し、子宮角を採取して、さらなるHE染色およびマッソン染色分析を行った。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図2:マウスにおける発情の同定 (A) 発情前細胞は、有核上皮細胞が優勢であることを特徴とする(矢印)。(B)発情は、無核角化上皮細胞(アスタリスク)が優勢であることを特徴としています。(C)Metestrusは、無核の角化上皮細胞と好中球(三角形)の組み合わせによって特徴付けられます。(D)Diestrusは、好中球、有核上皮細胞、および少数の無核角化細胞の組み合わせによって特徴付けられます。対物レンズ倍率は20倍。スケールバー = 50 μm. この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図3:95%エタノール注入によるTE導入の手順(A)マウスを麻酔器を用いて麻酔する。(B)腹部の毛を抜く。(C)尿道口から1cm離れたところに1cmの切開を行います。(D)子宮が位置し、子宮角の片側が露出しています。(E)止血クランプが子宮角の両側に適用されます。(F)95%エタノールを子宮角に注入し、滅菌生理食塩水で洗い流します。(G)クランプを取り外し、子宮を戻します。(H)切開部を縫合します。この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図4:顕微鏡下でのHE染色によるマウスの子宮内膜形態の観察 (A)損傷側と対照側の子宮内膜の形態を調べた。右側の子宮には95%のエタノールを注射し、左側には対照として滅菌生理食塩水を注射しました。スケールバー = 200 μm. (B) Con グループ、1 min、2 min、3 min グループ間の子宮内膜の厚さの比較。(C)Conグループ、1分、2分、3分、4分、および5分グループ間の子宮内膜の腺数の比較。短所、制御;**P < 0.01、****P < 0.0001 (一元配置分散分析あり)。データは、平均±標準誤差の平均として表されます。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図5:マウス子宮内膜の子宮内膜線維症。 (A)Massonのトリクローム染色は、示された治療群における子宮内膜線維症(青色はコラーゲン線維の分布を示す)を評価するために使用された。スケールバー = 200 μm. (B) サマリーバーチャートは、異なるグループ間のコラーゲン線維症のレベルを示しています。**P < 0.01、***P < 0.001、****P < 0.0001 (一元配置分散分析あり)。データは、平均±標準誤差の平均として表されます。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
TEは、細胞増殖が不十分で細胞が機能不全であることが特徴で、不妊症、反復流産、胎盤異常と密接に関連しています2,3。残念ながら、現在のところ TE に対する有効な治療法はありません。動物モデルは、この状態を研究する上で重要な役割を果たします。2014年から2024年の間に、ラットは208,000件の研究のうち16.4%(34,200件)、マウスは22.7%(47,300件の研究)でモデル生物として使用されました。実験におけるマウスの使用の増加は、他のモデルに対するマウスの利点、特に再生研究におけるマウスの可能性に起因する可能性がある28,29,30。モデルの一貫性の重要性を考えると、マウスをモデルとして使用して研究を行うための、より互換性のあるツールの必要性が高まっています31。
以前の研究で報告されているように、TEモデルを誘導するための一般的な方法には、引っ掻く11,12、虚血14、熱誘発性損傷15、および化学誘発性損傷16,17,23が含まれます。TE研究における動物モデルの使用を容易にし、効果的な治療の基礎を築くために、Gaoら24はまず、無水エタノールを5分間注入して子宮内膜を損傷させることにより、SDラットでTEモデルを確立しました。この方法は子宮内膜の成長を制限しますが、腹腔内での重度の癒着を引き起こすことが多く、生存率はわずか70%です。
以前は、95% エタノールは適用が容易なため、主にラットに使用されていましたが、この方法では TE 研究用のマウスモデルはほとんど生成されませんでした。臨床観察、包括的な文献レビュー、事前実験、繰り返しの議論、および分析の後、子宮注入時間を短縮した改良された方法が開発されました。熟練した技術により、95%エタノールを子宮腔内に注入し、さまざまな注入時間でTEモデルを作成することができます。
本研究で紹介するマウスモデルは、Gaoのモデル24の原理に基づいています。ただし、エタノール注入時間を短縮し、生理食塩水のフラッシング頻度を増やすなど、いくつかの変更が加えられました。このモデルでは、マウスの子宮を腹部解剖 によって 曝露し、95%エタノールを子宮角の片側に1分、2分、3分、4分、5分のさまざまな時間注入しました。エタノール注入時間の精密な制御と標準化された手順により、マウス実験では安定したデータが得られ、マウス間の個人差による偏差を最小限に抑えることができました。
組織学的結果は、TEマウス間で子宮内膜の厚さ、子宮内膜腺の数、および子宮内膜線維症の明確な変化をさまざまな程度で示しており、この研究で確立されたモデルの信頼性を裏付けています3,6,9。特に、エタノール注入時間が4分または5分を超えると、重度の子宮内癒着(IUA)が観察されました。これらの知見は、TEマウスモデルは95%エタノール注入を1〜3分間で効果的に確立できる一方で、注入時間が3分を超えると重度のIUAを誘発する可能性があることを示唆しています。
これまでに、TE を研究するために、引っかき傷、虚血、熱誘発モデル、化学誘起モデルなど、いくつかの動物モデルが開発されてきました。引っ掻き傷誘発モデルは、実行が簡単ですが、多くの場合、TEではなく子宮内癒着(IUA)を引き起こします。虚血誘発TEモデルは、化学誘起モデルよりもはるかに長い持続時間を必要とし、熱誘起法は化学的誘導と比較してより複雑で実行が困難です。化学的に誘発されたモデルは時間効率が良く安定していますが、動物への外傷や不適切な技術による感染や死亡のリスクなど、潜在的な制限があります。これらの問題は、慎重なトレーニングと経験によって軽減できます。
結論として、この結果は、95%エタノールを子宮腔内に1〜3分間注入することにより、TEマウスモデルを効果的に確立できることを示しています。このアプローチは、TE の病理学的メカニズムと修復プロセスを研究し、この状態の患者に対する効果的な治療法を開発するための有望な方法を提供します。
著者は何も開示していません。
匿名の審判の方々には、重要で有益なコメントをいただき、誠にありがとうございます。この研究は、深セン科学技術プロジェクト(No.JCYJ20220818103207016)および広東省基礎応用基礎研究財団(No.2024A1515010478)。
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 麻酔器 | RWDライフサイエンス | R530 | 小動物用移動式吸入麻酔器 |
| 0.9%生理食塩水 | 湖北ケルン製薬 | C230817A2 | 10 mL、医療用注射 |
| 75% エタノール | LIRCON | 6303060031 | 500 mL、消毒試薬 |
| 95% エタノール | 広州化学試薬工場 | 64-17-5 | 500 mL、化学試薬 |
| 吸収性縫合糸 | Jinhuan Medical | CR537 | 厚さ: 5-0;長さ:90 cm |
| 水性アンモニア | MilliporeSigma | 1336-21-6 | 1000 mL、化学試薬 |
| 自動ティッシュプロセッサ | ライカ | TP1020 | 100包埋ボックスは一度に処理できます |
| C57BL/6マウス | 南医科大学実験動物センター | ||
| Eosin-Y | BASO | BA4024 | 1000 mL、パラフィン切片、凍結切片などの染色に使用 |
| ヘマトキシリン | BASO BA4041 | 1000 mL、パラフィン切片、凍結切片などの染色に使用 | |
| HALO Image Analysis Platform | Indica labs | この装置は、使いやすさと拡張性、強力な分析機能、最速の処理を特長としています速度 | |
| 止血クランプ | HUAYON | 18-5021 | 全長 1.8 cm と 0.7 cm 顎 |
| 止血鉗子 | HUAYON | 18-5020 | 全長 10 cm |
| HistoCore ロータリー ミクロトーム | ライカ | 149BIO000C1 | スライスの厚さは 1 から 60 μm |
| Indorphor | ADF | 1005 | 500 mL、消毒試薬 |
| イソフルラン | RWD ライフサイエンス | R510-22-10 | 100 mL、有効成分 100% イソフルラン |
| マッソンのトリクローム染色 | SOLARBIO | G1340 | 7 × 100 mL 100 回の検査 |
| 顕微鏡スライド | Gene Tech | GT100511 | 長さ: 75 cm;幅:25cm |
| モジュラーティッシュエンベディングセンター | ライカ | EG1150 C | この装置には、コールドステージと加熱パラフィン分配モジュールが含まれており、埋め込み作業に柔軟性を提供します |
| 天然樹脂 | SAKURA | 4770 | 樹脂コーティングフィルム、組織学染色に適しています |
| オリンパス SLIDEVIEW VS200 | PANOVUE | VS200 | この装置は、高品質の仮想スライド画像をキャプチャし、高度な定量的画像分析を可能にします |
| パラホルムアルデヒド固定液 | Servicebio | G1011 | 500 mL、万能組織固定剤(中性) |
| 外科用鉗子 | HUAYON | 18-1300 | 2.2 mm ストレート、幅 12.5 cm |
| 外科用ハサミ | HUAYON | 18-0110 | 10 cm、ステンレス製手術用ハサミ |
| シリンジ | 親切60017031 | 1 mL、針付き使い捨て滅菌シリンジ | |
| ティッシュカセット | CITOTEST | 80106-1100-16 | ホワイト; フロースルースロット; 0neピース一体型蓋; ラベリングエリアは3つの側面に配置されています |
| Tissue-Tek Prisma Plus | SAKURA | DRS-Prisma-P-JCS | 処理能力は一度に60枚のスライドです |
| Xylene | Guangdong Guanghua Sci-Tech | 1330-20-7 | 1000 mL, 有機溶剤 |
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