February 6th, 2018
この尿細管スカッシュ手法の目的は、急速に細胞の完全性を維持しながらマウス精母細胞の開発の細胞機能を評価するためです。このメソッドにより、精子形成のすべての段階の調査のため、マウスの減数分裂の研究のため他の生化学的な分子の生物学的アプローチと一緒に簡単に実装することができます。
この精細管スカッシュ技術の全体的な目標は、マウスの精原細胞、精母細胞、および精子細胞の細胞学的特徴を視覚化しながら、それらの細胞の完全性を維持することです。このデモンストレーションでは、減数分裂を受けている精母細胞の解析に焦点を当てます。この方法は、精原幹細胞の分化、減数分裂染色体分配、丸型精子細胞の減数分裂後分化など、男性生殖生物学の分野における重要な質問に答えるのに役立ちます。
この手法の主な利点は、雄性生殖細胞の細胞完全性が維持されるため、他の技術では容易に視覚化できない細胞構造の検査が可能になることです。この方法は、あらゆるプラティの不妊症の父方の原因についての理解を深めるために使用できます。また、マウスや臓器提供者由来の精巣などの哺乳類システムにも適用できます。
一般的に、この方法に不慣れな人は、良いカボチャを作るのに苦労するでしょう。十分な力を加え、尿細管を適切に配置することは、均一な単層の細胞を生成するための重要な要素です。解剖する各マウスについて、2つの35ミリメートルペトリ皿をロードし、1つは3ミリリットルのPBSを、もう1つは2ミリリットルの新しくできた固定液を溶解液で
ロードします。精子形成の最初の波を受けているマウスを選択して、関心のある濃縮された集団を観察します。マウスを犠牲にした後、70%アルコールで腹部をきれいにしてから手術を進めます。腹骨盤腔にV字型の開口部を作り、鉗子を使用して精巣上体脂肪パッドを引っ張ることにより精巣を切除しますが、アルブギニア内膜を乱すことはありません。
精巣をPBSを含む皿に移します。そこで、鋭い鉗子で組織に穴を開けることにより精巣内膜を切除し、緩い精細管を収集します。次に、尿細管を固定溶解液で皿に移し、室温で5分間反応を進めます。
インキュベーション中に、スライドの端を液体ブロッカーペンで輪郭を描き、次にスライドの境界内に100マイクロリットルの固定溶解溶液を充填することにより、ポリ-L-リジンコーティングガラススライドを調製します。5分間のインキュベーション後、滅菌鉗子とハサミを使用して精細管を優しくからかい、20ミリメートルの個々のセグメントが得られるように切断します。次に、準備したスライドに5つの20ミリメートル細管セグメントを移します。
次に、はさみを使用してセグメントを1.5〜3ミリメートルの長さに分割し続けます。次に、鉗子を使用して、セグメントが重ならないようにセグメントを配置します。スライド全体に均等に分散します。
理想的には、20〜40の短い長さが1つのスライドを占めます。吸収性組織を使用して、スライド調製物上の余分な液体を取り除くことから始めます。次に、カバースリップを適用し、手のひらのかかとからの圧力を使用して10〜20秒間尿細管を押しつぶします。
目標は、精細管から精母細胞を分散させるのに十分な力を加えることです。解剖顕微鏡を使用して、スカッシュによってセグメントが破壊されたことを確認します。次に、小さなデュワーに少量の液体窒素を注ぎ、スライドを15秒間、または液体が泡立つのをやめるまで急速冷凍します。
アミノブロッティングを続行するには、すぐに鋭利な先端またはエッジを使用してカバースリップをはがします。理想的ではありませんが、冷凍スライドは摂氏マイナス80度ですぐに保存でき、最大2週間保存できます。後でカバースリップを取り外すには、スライドを液体窒素に15秒間浸し、カバースリップをこじ開けます。
アミノ標識を進めるには、50ミリリットルのCoplinジャーを使用して、スライドをPBSで3回、洗浄ごとに5分間洗浄します。洗浄後、1ミリリットルの抗体希釈バッファーを各スライドに塗布してブロックとして使用します。ブロック反応を加湿チャンバー内で1〜2時間実行します。
この手順の間、スライドを乾かさないでください。次に、スライドをペーパータオルで軽くたたいてバッファーをそっと取り除き、加湿チャンバーに戻します。次に、希釈した100マイクロリットルの一次抗体を各スライドに塗布し、40°Cまで移し、結合反応を一晩行うことができます。
抗体液が高価な場合は、カバースリップやパラフィルムで覆うと容量の半分を使用することができます。翌日、PBSで3回洗浄して一次抗体を除去します。次に、希釈した二次抗体100マイクロリットルを塗布し、この反応を室温で1〜1時間半放置します。
光退色を防ぐために、このインキュベーション中はスライドを暗い加湿チャンバーに保管してください。次に、スライドをPBSで2回洗います。次に、DAPIを含む封入剤を使用してスライドに点を付けます。
次に、マニキュアを使用してカバースリップを密封し、イメージングを進めます。画像を撮影するには、正確なz軸移動を可能にする自動ステージを備えた落射蛍光顕微鏡を使用します。また、高解像度カメラを使用して画像をキャプチャします。
次に、20倍の対物レンズを使用してスライドを評価します。スカッシュの準備の品質を判断します。良質のカボチャは、均一に分布している核の単層を持っています。
スカッシュの一部の領域は、他の領域よりも優れている場合があります。最適な領域の座標をメモして、高倍率で簡単に見つけることができます。次に、倍率を最大100倍に上げます。
次に、一貫した単層の核を持つ注目された領域から画像をキャプチャします。上部と下部の Z スタックを設定して、焦点が合っているすべての光がキャプチャされるようにします。zスタックの最適な数は、通常、画像取得ソフトウェアによって指定され、対物レンズごとに異なります。
画像から、処理ソフトウェアを使用して拡張深度画像をコンパイルします。このソフトウェアは、各zスタックからの焦点が合っている光を組み合わせますが、これは細管スカッシュ調製物の最適なイメージングに不可欠です。記載された尿細管スカッシュ法を用いて、前期から中期1への移行を受けている一過性の細胞集団を可視化した。
中期1精母細胞の濃縮集団を、αチューブリンに対する抗体を用いて可視化した。前期1の細胞を可視化するために、尿細管スカッシュ調製物をシナプトネマ複合体タンパク質3に対する抗体で免疫標識しました。レプトテン、ザイゴテン、およびパキテンジプロテンの病期型精母細胞の両方が同定されました。
細胞周期キナーゼAurora Bに対する抗体を使用して、減数分裂1の後のイベントを視覚化しました。このキナーゼは、中期には内側のセントロメアに局在し、後期には紡錘体の中央部に、最後に細胞質分裂には切断溝に再局在します。細胞の完全性を維持することにより、細管スカッシュ技術は、前期1に関連する構造における細胞内組織の可視化を可能にします。
染色体ブーケのダイナミクスは、前期1まで追跡できます。セントロソームディジャンクションにおける中心小体の重複も可視化できます。ジプロテン期の初期には、中心小体重複後に中心体が分離する精母細胞が、中心小体周囲マトリックスのタンパク質成分である中心性体に対する抗体と中心小体をマークするセントリン-3に対する抗体を用いて可視化されました。
このビデオを見れば、細胞の完全性を維持しながら、発生中のマウス精母細胞の細胞学的特徴を迅速に評価する方法を十分に理解できるはずです。一度習得すれば、スカッシュによる解剖はマウス1匹あたり1時間未満で完了できます。この手順を試みるときは、精細管から精母細胞を分散させるのに十分な力を加えることを覚えておくことが重要です。
さらに、固定濃度とインキュベーション時間は、研究する細胞構造に応じて最適化できます。この手法では、DNAやRNAフィッシュのアプローチなど、別の可視化戦略を簡単に実装できます。尿細管のつぶれを下流の生化学的アッセイで補完することにより、成功した減数分裂進行のメカニズム決定要因を評価することができます。
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精管スクラッチ技術は、細胞の完全性を保ちながら、マウスの精巣芽細胞、精母細胞、精子細胞の細胞学的特徴を視覚化することができます。この方法は、減数分裂中の精母細胞を分析するのに特に有用で、男性の生殖生物学の理解を深めることができます。
This cytological technique enables direct visualization of spermatogenic progression while preserving cellular architecture, supporting mechanistic de-risking in male reproductive target validation. By maintaining germ cell integrity, it provides quantitative readouts for chromosomal dynamics and subcellular organization critical for assessing spermatogenic defects. The method offers a scalable platform for evaluating genetic or pharmacological perturbations in preclinical spermatogenesis models.
The technique integrates into discovery biology workflows as a primary phenotypic screening tool for spermatogenic defects, enabling lead identification through quantitative cytological scoring prior to preclinical investment.