Opisujemy rozwój szczupłego modelu myszy podobnego do PCOS z granulką dihydrotestosteronu w celu zbadania patofizjologii PCOS i potomstwa z tych matek podobnych do PCOS.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Opisujemy rozwój szczupłego modelu myszy podobnego do PCOS z granulką dihydrotestosteronu w celu zbadania patofizjologii PCOS i potomstwa z tych matek podobnych do PCOS.
Hiperandrogenemia odgrywa kluczową rolę w funkcjach reprodukcyjnych i metabolicznych u kobiet i jest cechą charakterystyczną zespołu policystycznych jajników. Opracowanie szczupłego modelu myszy podobnego do PCOS, który naśladuje kobiety z PCOS, ma znaczenie kliniczne. W niniejszym protokole opisujemy taki model. Wkładając 4 mm długości krystalicznej granulki proszku DHT (dihydrotestosteron) (całkowita długość granulki wynosi 8 mm) i wymieniając ją co miesiąc, jesteśmy w stanie wyprodukować model myszy podobny do PCOS, z poziomem DHT w surowicy 2 razy wyższym niż myszy bez implantacji DHT (no-DHT). Zaobserwowaliśmy dysfunkcję rozrodczą i metaboliczną bez zmiany masy ciała i składu ciała. Wykazując wysoki stopień niepłodności, niewielka podgrupa tych samic myszy podobnych do PCOS może zajść w ciążę, a ich potomstwo wykazuje opóźnione dojrzewanie i zwiększony poziom testosteronu w wieku dorosłym. Ten podobny do PCOS model szczupłej myszy jest użytecznym narzędziem do badania patofizjologii PCOS i potomstwa z tych matek podobnych do PCOS.
Hiperandrogenizm jest cechą charakterystyczną zespołu policystycznych jajników (PCOS) według kryteriów NIH oraz Towarzystwa Nadmiar Androgenów i PCOS (AE-PCOS). Kobiety z PCOS mają trudności z zajściem w ciążę i mają zwiększone ryzyko powikłań ciąży1. Nawet jeśli zajdą w ciążę, ich potomstwo płci żeńskiej ma niekorzystne skutki zdrowotne2,3. Modele zwierzęce zostały opracowane przy użyciu różnych strategii4,5,6,7,8,9,10,11,12 i wykazujące wiele cech PCOS (brak owulacji i/lub upośledzona tolerancja glukozy i insuliny) ze zwiększoną masą ciała i otyłością związaną z powiększeniem wielkości adipocytów i zwiększoną masą adipocytów. Istnieją dwie główne strategie tworzenia modeli zwierzęcych, które są wykorzystywane do badania PCOS. Jednym z nich jest leczenie wysokim poziomem androgenów bezpośrednio (egzogenne wstrzyknięcie/insercja androgenu) lub pośrednio (np. blokowanie konwersji androgenów do estrogenów za pomocą inhibitora aromatazy) po urodzeniu13. Innym jest nadmierna ekspozycja płodu na androgeny podczas ciąży14,15 w celu zbadania potomstwa. Na przykład potomstwo płci żeńskiej małpy rezus16,17, owce18 i gryzonie narażone na męski poziom androgenów w okresie wewnątrzmacicznym rozwijają cechy podobne do PCOS w późniejszym życiu. Modele te znacznie poszerzyły naszą wiedzę na temat podwyższonego wpływu androgenów, programowania płodu i wpływu środowiska macicy. Modele te mają jednak swoje ograniczenia: 1) u zwierząt rozwija się otyłość i dlatego trudno jest oddzielić skutki hiperandrogenemii od dysfunkcji rozrodczych i metabolicznych wywołanych otyłością; 2) przed ciążą kobiety z PCOS wykazują już wysoki poziom androgenów, dlatego oocyty były narażone na nadmiar androgenów przed zapłodnieniem; 3) farmakologiczne dawki testosteronu (T) lub dihydrotestosteronu (DHT) stosowane po urodzeniu lub w czasie ciąży mogą nie odzwierciedlać androgenowego środowiska PCOS. Poziomy testosteronu i DHT zostały zmierzone w płynie pęcherzykowym jajnika i/lub surowicy, a poziomy testosteronu i DHT są od 1,5 do 3,9 razy wyższe u kobiet z PCOS5,19,20,21,22,23 w porównaniu z kobietami, które nie są dotknięte chorobą. Stworzyliśmy model dorosłej myszy23,24,25, u którego rozwija się dysfunkcja reprodukcyjna i metaboliczna w ciągu dwóch tygodni od rozpoczęcia przewlekłej ekspozycji na DHT po wprowadzeniu granulki z kryształowym proszkiem DHT o długości 4 mm (całkowita długość granulki wynosi 8 mm). Model ten wytwarza poziomy DHT w surowicy, które są około 2-krotnie wyższe (określane jako 2xDHT) niż u myszy kontrolnych bez leczenia DHT. Myszy 2xDHT nie wykazują zmian w podstawowym surowicy estradiolu, testosteronu, LH i nie rozwijają otyłości, a także wykazują podobną masę jajników, poziom cholesterolu w surowicy, wolne kwasy tłuszczowe, leptynę, TNFα i IL-623,24,25 w stosunku do kontroli nawet do 3,5 miesiąca po wprowadzeniu DHT23,24,25. Dodatkowo, poprzez kojarzenie samic, które już rozwinęły cechy PCOS, możemy badać wpływ hiperandrogenicznego środowiska matki na zdrowie metaboliczne i reprodukcyjne potomstwa15.
Ten nowy paradygmat (istotny dla kryteriów NIH i AE-PCOS Society) modeluje chorobę, wytwarzając względnie podobne poziomy androgenów do tych u kobiet z PCOS, 2- do 3-krotnie wyższy poziom testosteronu lub DHT w porównaniu do kobiet zdrowych. Jednak model ten jest utrzymywany przez ciągły egzogenny DHT, a nie przez zaprogramowany endogenny hiperandrogenizm po odstawieniu DHT. Ogólnym celem tego artykułu jest skupienie się na 1) jak zrobić granulat DHT; 2) jak wygenerować model myszy podobny do lean-PCOS; 3) strategie oceny potomstwa płci żeńskiej z tych matek. Inne pomiary i ocena fenotypów nie są omówione w tym manuskrypcie, ale można je znaleźć w5,15,23,24,25,26.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Tutaj prezentujemy szczegółowe protokoły przygotowania i wprowadzania granulatu DHT oraz testów reprodukcyjnych i metabolicznych. Myszy użyte w tym badaniu miały mieszane tło (C57/B6, CD1, 129Sv) i były utrzymywane z jedzeniem i wodą ad libitum w cyklu 14/10 godzin światła/ciemności w temperaturze 24 °C w obiekcie dla zwierząt Broadway Research Building w Johns Hopkins University School of Medicine. Wszystkie procedury zostały zatwierdzone przez Komitet ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa.
1. Utwórz model myszy podobny do PCOS
2. Oceń profile reprodukcyjne żeńskiego potomstwa z przewlekle wprowadzonych matek DHT
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poziomy DHT w surowicy i test tolerancji glukozy
Poziomy DHT w pobranym surowicy zmierzono za pomocą testu ELISA oraz LC-MS zgodnie z protokołami 1.24–1.25 oraz 2.9, 3.0. Bezwzględne wartości DHT różnią się pomiędzy spektrometrią mas a testem ELISA, jednak względna krotność (około 2-krotna) poziomu DHT w grupie z implantacją DHT względem grupy bez implantacji jest podobna w obu testach oraz we wszystkich eksperymentach
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Hiperandrogenizm jest kluczową cechą PCOS. Poziomy DHT w surowicy (dwa razy wyższe u myszy DHT niż u myszy bez DHT) stosowane w tym protokole są niższe niż te zgłaszane przez innych badaczy w poprzednich badaniach i są skalibrowane tak, aby proporcjonalnie naśladować kobiety z PCOS 5,19,20,21. W przeciwieństwie do innych modeli, ten 2-krotny model DHT nie zmienia masy ciała i składu całego ciał...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Nic do ujawnienia.
Ta praca była wspierana przez National Institutes of Health (Granty R00-HD068130 dla S.W.) oraz Baltimore Diabetes Research Center: Pilots and Feasibility Grant (dla S.W.).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Krystaliczny proszek 5α-DHT | Sigma-Aldrich | A8380-1G | |
| Dow Corning Silastic rurki | Fisher Scientific | 11-189-15D | 0,04 cala / 1 mm średnica wewnętrzna x0,085 cala / 2,15 mm średnica zewnętrzna |
| Klej medyczny silikon | Czynnik II, InC. | A-100 | |
| Gogle, fartuchy laboratoryjne, rękawice i maski. | |||
| 10 &mikro; L końcówki do pipet bez filtra | USA Scientific 11113700 | ||
| Szkiełko mikroskopowe do rozmazu | Fisher Scientific | 12-550-003 | |
| Diff Quik do barwienia komórek | Fisher Scientific | NC9979740 | |
| Lancet | Fisher Scientific | NC9416572 | |
| mL Strzykawka | Becton, Dickinson and Company (BD), | 30985 | |
| dołączona igła: 20 G | BD | 305176 | |
| Linijka: dowolna długość niż 10 cm ze skalą milimetrową. | |||
| Xylazine | Vet one AnnSeA LA, MWI, Boise | NDC13985-704-10 | 100 mg/ml |
| Chlorowodorek ketaminy | Hospira, Inc | NDC 0409-2051-05 | 100 mg/ml |
| Zszywka chirurgiczna | AutoClip® System, Fine Science Tool | 12020-00 | |
| Strzykawka insulinowa | BD | 329461 | 1/2 CC, strzykawka insulinowa o niskiej dawce U-100 |
| Trokar | Innowacyjne badania Ameryki Mikroskop | MP-182 | |
| Carl Zeiss Primo Star | 415500-0010-001 | Niemcy | |
| Dziurkacz w ucho | Fisher Scientific | 13-812-201 | |
| ELISA testosteronu szczur/mysz zestaw | IBL | B79174 | |
| DHT Zestaw ELISA | Alpha Diagnostic International | 1940 | |
| Ultraglukometr jednym dotknięciem | Life Scan, Inc. | ||
| Ultra paski testowe za jednym dotknięciem | Life Scan, Inc. | ||
| Rurka Eppendorf | Fisher Scientific | 05-402-18 | |
| Żyletka | Fisher Scientific | 12-640 | |
| Clidox | Podkładka chirurgiczna Fisher Scientific | ||
| Fisher Scientific | 50587953 | Producent: Andwin Scientific 56616018 | |
| Roztwór antyseptyczny Betadine | Walgreens | ||
| 3M Vetbond (cyjanoakrylan n-butylu) | 3M Science. Odnoszące się do życia |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.