Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.

Methodenartikel

Fluorimetrische technieken voor de beoordeling van sperma membranen

13.9K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/58622

⸱

28 november 2018

In dit artikel

Samenvatting

Hier presenteren we methodologieën voor evaluatie van spermatozoan membraan integriteit, een cellulaire functie sperma bevruchting bevoegdheid is gekoppeld. We beschrijven drie technieken voor de beoordeling van de fluorimetrische van sperma membranen: gelijktijdige kleuring met specifieke fluorescerende sondes, fluorescentie microscopie en geavanceerde sperma-dedicated stroom cytometry. Voorbeelden van het combineren van de methoden worden ook gepresenteerd.

Samenvatting

Standaard spermiograms beschrijving van de kwaliteit van het sperma zijn meestal gebaseerd op de fysiologische en visuele parameters, zoals het volume van ejaculaat en concentratie, beweeglijkheid en progressieve mobiliteit, en sperma morfologie en levensvatbaarheid. Echter, geen van deze evaluaties is goed genoeg om te voorspellen van de kwaliteit van sperma. Gezien het feit dat onderhoud van sperma levensvatbaarheid en bevruchting potentiële hangt af van membraan integriteit en intracellulaire functionaliteit, evaluatie van deze parameters in staat kan stellen een betere voorspelling van sperma bevruchting bevoegdheid. Hier beschrijven we drie haalbare methoden voor evaluatie van de kwaliteit van het sperma met behulp van specifieke fluorescerende sondes gecombineerd met fluorescentie microscopie en stroom cytometry analyses. Analyses beoordeeld plasmamembraan integriteit met behulp van 4', 6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) en propidium jodide (PI), acrosomal membraan integriteit met fluoresceïne isothiocyanaat-geconjugeerde Pisum sativum agglutinin (FITC-PSA) en mitochondriale membraan integriteit met behulp van 5, 5', 6, 6'-tetra-chloro-1, 1', 3, 3'-tetraethylbenzimidazolyl carbocyanine jodide (JC-1). Combinaties van deze methoden worden ook gepresenteerd. Bijvoorbeeld, gebruik van Annexine V gecombineerd met PI fluorochromes maakt beoordeling van apoptosis en de berekening van het aandeel van apoptotic sperma (apoptotic index). Wij zijn van mening dat deze methodieken, die gebaseerd zijn op het onderzoek van de zaadcel membranen, zeer nuttig voor de beoordeling van de kwaliteit van het sperma zijn.

Inleiding

Integriteit en functionaliteit van sperma membranen zijn enkele van de factoren die sperma levensvatbaarheid en bevruchting potentiële aangeeft. Het plasma-membraan fungeert als een beveiligingsbarrière tussen intracellulaire en extracellulaire compartimenten, waardoor het behoud van de cellulaire osmotische evenwicht1. Elke stress die schade aan de integriteit van het plasmamembraan induceert kan afbreuk doen aan de homeostase, levensvatbaarheid en bevruchting capaciteitsvermindering en verhogen van celdood. Bijvoorbeeld, vermindert cryopreservatie sperma levensvatbaarheid verschuldigd aan schade aan haar plasmamembraan, als gevolg van tempera....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

Alle van de experimenten werden uitgevoerd volgens de Israëlische richtsnoeren van 1994 voor het welzijn van dieren. Boviene sperma werd geleverd door Israëlische handelsvennootschap voor kunstmatige inseminatie en fokken. Ejaculeert van 11 stieren werden in deze studie geëvalueerd.

1. sperma proeven voorbereiding

Opmerking: De procedure is gebaseerd op het Roth laboratory's protocol1,3.

  1. Verkrijgen van ongeveer 1 – 6 mL rundersperma in een tube van 15 mL bij kamertemperatuur.
  2. Aan elke 1 mL sperma, voeg 6 mL voorverwarm....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

Figuur 1 toont gelijktijdige fluorimetrische beoordeling van sperma membranen (plasma, acrosomal en mitochondriale) met behulp van PI, DAPI, FITC-PSA en JC-1. Beoordeling van sperma membranen met behulp van gelijktijdige kleuring met vier TL sondes toelaat, bijvoorbeeld, evaluatie van het aandeel van zaadcellen in elke categorie — live vs. doden; hoge vs. lage ΔΨm; intact vs. beschadigd Acrosoom — gelijktijdig voor elke zaadcel.

.......

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

Sperma bevruchting potentiële hangt af van meerdere factoren als gevolg van de kwaliteit. Een hoge concentratie van spermatozoïden en een groot aantal zeer geleidelijk motile spermacellen kunnen hoge kwaliteit sperma te worden overwogen. Echter een dergelijke evaluatie doet niet rekening houden met andere cellulaire en functionele parameters. Het gebruik van 'bench-top' microcapillary stroom cytometer kunnen gemakkelijk aan te passen aan de evaluatie van verschillende sperma structuren met behulp van fluorescerende sonde.......

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

De auteurs verklaren dat er geen belangenconflicten.

Dankbetuigingen

De auteurs bedank "SION" Israëlische bedrijf voor kunstmatige inseminatie en fokken (Hafetz-Haim, Israël) voor hun hulp en samenwerking, en mevrouw Li Na (IMV Technologies, L'Aigle, Frankrijk) voor hulp bij de installatie van het instrument en de opleiding.

....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
NaClSigmaS5886
KClSigmaP5405
MOPS [3-N-morphilino propanesulfonic acid]SigmaM1254
PBSSigmaP5493
DMSOSigmaD2438
Ethanol absoluteSigma64-17-5
HemacytometerNeubauer Germanyhemocytometer
DAPI (4',6-diamidino-2-phenylindole)SigmaD9542fluorescente sonde
PI (propidium iodide )SigmaP4170fluorescente sonde
FITC-PSA (fluorescein isothiocyanate-conjugated Pisum sativum agglutinin )SigmaL0770fluorescente sonde
JC-1 (5,5',6,6'-tetra-chloro-1,1',3,3'-tetraethylbenzimidazolyl carbocyanine iodide)ENZOBiochem, New York, NY, USAENZ52304fluorescente sonde
Annexin V conjugated to FITCMACS, Miltenyi Biotec130-093-060fluorescente sonde
Annexin V binding buffer 20x stock solutionMACS, Miltenyi Biotec130-092-820buffer
Nikon Eclipse, TE-2000-uNikon, Tokyo, Japaninvertede fluorescentiemicroscoop
Nis ElementsNikon, Tokyo, Japansoftware
Nikon DXM1200FNikon, Tokyo, Japandigitale camera
Guava EasyCyte PlusIMV Technologies, L'Aigle, Francemicrocapillaire sperma flow cytometer
CytoSoftGuava Technologies Inc., Hayward, CA, USA; distributed by IMV Technologiessoftware
Buffered solution for cytometryIMV Technologies, L'Aigle, France023862buffer
Viability and concentration kitIMV Technologies, L'Aigle, France024708kit voor levensvatbaarheidsbeoordeling
Mitochondrial activity kitIMV Technologies, L'Aigle, France024864kit voor mitochondriale activiteitsbeoordeling
Viability & acrosome integrity kitIMV Technologies, L'Aigle, France025293kit voor acrosoomintegriteitsbeoordeling
JMP-13SAS Institute Inc., 2004, ary, NC, USAsoftware
Bovine sperm"SION", Israeli company for artificial insemination and dreeding, Hafetz-Haim, Israel

Referenties

  1. Komsky-Elbaz, A., Roth, Z. Effect of the herbicide atrazine and its metabolite DACT on bovine sperm quality. Reprod Toxicol. 67, 15-25 (2016).
  2. Gürler, H., et al. Effects of cryopreservation on sperm viabi....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Tags

Integriteit van het spermamembraanfluorescente probesflowcytometriefluorescentiemicroscopieplasmamembraanacrosomaal membraanmitochondriaal membraanDAPI-kleuringPI-kleuringFITC-PSA