Oogenese is een sterk gereguleerd en complex proces dat resulteert in de productie van volwassen oocyten. Bij zoogdieren begint de oogenese in foetale eierstokken, waar primordiale kiemcellen (PGC's) differentiëren tot primaire eicellen. Elke primaire oocyt wordt omsloten door een laag plaveiselachtige pregranulosa-cellen, die een oerfollikel vormen. De meeste van deze primordiale follikels worden na vorming inactief en dienen als de eierstokreserve 1,2,3. In de volwassen eierstok is periodieke activatie van primordiale follikels voor folliculaire ontwikkeling, bekend als folliculogenese, essentieel voor het in stand houden van de productie van volwassen eicellen en ovariumsteroïden hormonen 4,5. Bij afwezigheid van activatiesignalen kunnen menselijke primordiale follikels tot wel 50 jaar stil blijven. De verlengde dormantie kan bijdragen aan een verminderde oocytkwaliteit, evenals een verhoogde snelheid van primordiale follikelverlies in verouderende eierstokken6. De mechanismen die ten grondslag liggen aan hoe een specifieke groep follikels wordt geactiveerd terwijl andere stil blijven en periodiek celdood ondergaan, blijven open vragen.
Het proces van oogenese is sterk geconserveerd bij zoogdieren, waardoor muizen een ideaal model zijn voor het bestuderen van zoogdier-oogenese7. Bij muizen is de oerfollikelvorming voltooid op postnatale dag 4 (P4). Een klein deel van de primordiale follikels ondergaat direct na hun vorming folliculaire ontwikkeling. Tijdens de ontwikkeling van de follikel neemt de oocyt toe in omvang door verbeterde organogenese en mRNA- en eiwitsynthese4. Plaveiselgranulosacellen gaan over in kuboïdale granulosacellen en worden proliferatief8. Deze zich ontwikkelende follikels groeien rond dag 21 tot het ovulatiestadium, wanneer vrouwelijke muizen in de puberteit komen. Deze fase van follikelontwikkeling in postnatale eierstokken wordt gewoonlijk aangeduid als 'eerste-golf folliculogenese'. Aangezien de eerste-golf folliculogenese nauw overeenkomt met het proces van follikelontwikkeling, bieden postnatale muis-eierstokken een ideaal model voor het bestuderen van primordiale follikelregulatie en ovariumfolliculogenese9.
De classificatie van ovariumfollikels is voornamelijk gebaseerd op de nucleaire morfologie van follikelsomatische cellen en de grootte van de eicel. Bij muiseierstokken wordt de slapende primordiale follikel geïdentificeerd door een enkele laag plaveiselachtige pregranulosa-cellen die een primaire oocyt omsluiten, met een diameter van ongeveer 20 μm. Ontwikkelende follikels kunnen worden ingedeeld in primaire, secundaire, tertiaire en antrale follikels. De primaire follikel bevat een oocyt die doorgaans meer dan 25 μm in diameter is en omgeven is door een enkele laag kuboïdale granulosacellen (Aanvullende figuur 1). De secundaire follikel bevat twee lagen granulosacellen, terwijl de tertiaire follikel uit drie of meer lagen granulosacellen bestaat. De antrale follikel is groter dan de tertiaire follikel, bevat meerdere lagen granulosa-cellen en heeft een met vloeistof gevulde holte die bekend staat als de antrum. Naarmate de follikels zich ontwikkelen, neemt de oocyt toe in grootte en bereikt ongeveer 80 μm tegen de ovulatie. Daarnaast worden de zich ontwikkelende follikels omringd door verschillende lagen dunne thecacellen, die zich buiten de granulosacellen 10,11,12 bevinden.
De relatief kleine omvang van postnatale muiseierstokken maakt de hele eierstokkweek een praktische onderzoeksaanpak. Deze methode maakt het effectief mogelijk om de ontwikkeling van eierstokken en follikels binnen een intacte eierstok te bestuderen, omdat het de fysieke en fysiologische micro-omgevingen behoudt en interferentie door omliggendeweefsels minimaliseert. Deze aanpak maakt experimenten mogelijk die moeilijk in vivo modellen uit te voeren zijn. Voorbeelden zijn live beeldvorming van de ontwikkeling van de eierstokken, tijdgestuurde multi-geneesmiddelbehandelingen en de analyse van de secretorische activiteit van de eierstokken via eiwitprofilering van het kweekmedium13,14. Bovendien kan deze benadering worden toegepast om het effect van secretoire factoren te onderzoeken zonder directe cel-cel interactie via co-cultivatie-experimenten. In deze experimenten kunnen verschillende soorten weefsels op aparte membraaninserts binnen een gedeeld mediumworden geplaatst. Daarnaast kan het gebruik van voorwaardelijke gen-knockout muiseierstokken in vitro helpen om belangrijke mechanismen te verduidelijken die betrokken zijn bij primordiale follikelactivatie en -groei.
In dit artikel introduceren we methoden voor het kweken van postnatale muiseierstokken met behulp van membraaninserts en voor kwantificatie van de hele mount follikel in een gehele eierstok (Figuur 1). De hier beschreven technieken zijn onder andere 1) dissectie van neonatale muiseierstokken, 2) kweek van neonatale muiseierstokken, 3) mediaverandering tijdens kweek, 4) weefselfixatie en whole-mount antilichaamkleuring, en 5) weefselbeeldvorming en follikelkwantificatie. Daarnaast gebruikte deze studie doxorubicine om experimenteel primordiale follikelverlies te induceren, waarmee een model werd geboden om de mechanismen achter de uitputting van de eierstokreserves te onderzoeken. De resultaten toonden aan dat het aantal eierstokken per inzetstuk en hun positie binnen de inzetstuk tijdens de kweek invloed hadden op het aantal primordiale follikels. Dit benadrukt het belang van het behouden van een consistente kweekopzet om niet-biologische variaties in de experimentele uitkomsten te voorkomen.