Ten artykuł przedstawia dwie metody oparte na fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ w celu określenia zawartości chromosomu X komórek jajnika w nieprzeszczepionej i przeszczepionej tkance kory jajnika od kobiet z aberracjami chromosomu X.
Artykuł metodologiczny
Ten artykuł przedstawia dwie metody oparte na fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ w celu określenia zawartości chromosomu X komórek jajnika w nieprzeszczepionej i przeszczepionej tkance kory jajnika od kobiet z aberracjami chromosomu X.
Miliony ludzi na całym świecie borykają się z problemami dotyczącymi płodności. Zmniejszona płodność, a nawet niepłodność, może wynikać z wielu różnych przyczyn, w tym z zaburzeń genetycznych, z których najczęściej występują nieprawidłowości chromosomalne. Fluorescencyjna hybrydyzacja in situ (FISH) jest dobrze znaną i często stosowaną metodą wykrywania aberracji chromosomowych u ludzi. FISH jest stosowany głównie do analizy nieprawidłowości chromosomalnych w plemnikach samców z numerycznymi lub strukturalnymi aberracjami chromosomowymi. Co więcej, technika ta jest również często stosowana u kobiet w celu wykrycia aberracji chromosomowych X, o których wiadomo, że powodują dysgenezję jajników. Nadal jednak brakuje informacji na temat zawartości chromosomu X w komórkach jajnika pochodzących od kobiet z aberracjami chromosomowymi X w limfocytach i/lub komórkach policzkowych.
Celem tego badania jest postęp w podstawowych badaniach dotyczących aberracji chromosomu X u kobiet, poprzez przedstawienie dwóch metod opartych na FISH do identyfikacji zawartości chromosomu X w komórkach jajnika. Po pierwsze, opisano metodę oznaczania zawartości chromosomu X w izolowanych komórkach jajnika (oocytach, komórkach ziarnistych i komórkach zrębu) w nieprzeszczepionej tkance kory jajnika od kobiet z aberracjami chromosomowymi X. Druga metoda ma na celu ocenę wpływu aberracji chromosomowych na folikulogenezę poprzez określenie zawartości chromosomu X w komórkach jajnika nowo powstałych pęcherzyków wtórnych i antralnych w tkance jajnikowej od samic z aberracjami chromosomu X po długotrwałym przeszczepieniu myszom z obniżoną odpornością. Obie metody mogą być pomocne w przyszłych badaniach mających na celu uzyskanie wglądu w potencjał reprodukcyjny samic z aberracjami chromosomu X.
Niepłodność to problem zdrowotny męskiego lub żeńskiego układu rozrodczego, dotykający około 186 milionów osób w wieku rozrodczym na całym świecie1. U co najmniej 35% niepłodnych par niepłodność jest spowodowana zaburzeniem żeńskiego układu rozrodczego2. Istnieje wiele czynników, które mogą powodować niepłodność kobiet, takich jak czynniki genetyczne, nieprawidłowości dróg rodnych, zaburzenia endokrynologiczne, choroby zapalne i leczenie jatrogenne3.
Nieprawidłowości genetyczne występują u około 10% niepłodnych kobiet4,5. Spośród wszystkich nieprawidłowości genetycznych, aberracje chromosomu X są najczęstszą przyczyną dysgenezji jajników2. Kilka badań wykazało, że aberracje chromosomowe X u kobiet z zespołem Turnera (TS) lub zespołem potrójnego chromosomu X są związane z przedwczesną niewydolnością jajników z powodu przyspieszonej utraty komórek rozrodczych lub upośledzonej oogenezy6,7,8.
Aberracje chromosomu X można podzielić na: 1) aberracje numeryczne, w których liczba chromosomów X jest inna, ale chromosomy X są nienaruszone; oraz 2) aberracje strukturalne, w których chromosom X zyskał lub utracił materiał genetyczny3,9. Aberracje numeryczne chromosomu X występują częściej niż nieprawidłowości strukturalne i często są spowodowane spontanicznymi błędami podczas podziału komórki3,9. Kiedy taki błąd występuje podczas mejozy, może prowadzić do aneuploidalnych gamet, a ostatecznie do potomstwa z aberracjami chromosomowymi we wszystkich komórkach. Gdy w komórkach somatycznych powstają defekty chromosomowe w wyniku błędów zachodzących podczas mitozy we wczesnych stadiach ontogenezy, może to prowadzić do mozaicyzmu. U tych osób obecne są zarówno komórki z normalną zawartością chromosomu X, jak i komórki z aberracjami chromosomowymi X.
W latach osiemdziesiątych XX wieku opracowano technikę cytogenetyczną zwaną fluorescencyjną hybrydyzacją in situ (FISH) do wizualizacji i lokalizacji określonych sekwencji kwasów nukleinowych na chromosomach metafazowych i międzyfazowych10,11. Technika ta wykorzystuje znakowane fluorescencyjnie sondy DNA do wiązania się z określoną sekwencją w chromosomie, którą można następnie uwidocznić za pomocą mikroskopu fluorescencyjnego.
Obecnie FISH jest powszechnie stosowany jako kliniczne narzędzie diagnostyczne i jest uważany za złoty standard w wykrywaniu aberracji chromosomowych10. W dziedzinie medycyny reprodukcyjnej analiza FISH na nasieniu została wykorzystana do uzyskania wglądu w zawartość chromosomu X w plemnikach u mężczyzn z numerycznymi lub strukturalnymi aberracjami chromosomowymi w komórkach somatycznych12,13,14. Badania te wykazały, że mężczyźni z aberracjami chromosomowymi byli bardziej narażeni na większą częstość występowania plemników aneuploidalnych w ich nasieniu w porównaniu z samcami z prawidłowymi kariotypami12,13,14.
W przeciwieństwie do plemników, bardzo mało wiadomo o zawartości chromosomu X w komórkach jajnika (w tym oocytach, komórkach ziarnistych/osłonki i komórkach zrębu) u osób z aberracją chromosomalną, a także o możliwych konsekwencjach aneuploidii tych komórek dla ich potencjału reprodukcyjnego. Ważnym powodem skąpych informacji na temat kariotypu komórek jajnika w porównaniu z plemnikami jest fakt, że kobiety muszą poddać się inwazyjnemu zabiegowi, takiemu jak nakłucie pęcherzyka lub operacja w celu uzyskania komórek jajowych lub tkanki kory jajnikowej. Gamety żeńskie są zatem trudne do pozyskania do celów badawczych.
Obecnie w Holandii przeprowadzane jest obserwacyjne badanie interwencyjne mające na celu zbadanie skuteczności kriokonserwacji tkanki jajnikowej u młodych kobiet z TS15. Jeden fragment tkanki kory jajnikowej pacjentki był dostępny w celu zidentyfikowania zawartości chromosomu X w komórkach jajnika16,17. W ramach badania opracowano nowatorską metodę opartą na FISH zdysocjowanej tkance kory jajnikowej w celu określenia, czy aberracje chromosomowe występują w komórkach jajnika u kobiet z aberracją chromosomową w niejajnikowych komórkach somatycznych, takich jak limfocyty lub komórki policzkowe. Ponadto określono również wpływ aneuploidii w komórkach jajnika na folikulogenezę. W tym celu zmodyfikowano ustalony protokół FISH, który umożliwia analizę histologicznych odcinków tkanki kory jajnika po sztucznie wywołanej folikulogenezie podczas długotrwałej ksenotransplantacji u myszy z obniżoną odpornością. W niniejszej pracy przedstawiono dwie metody oparte na FISH do określenia zawartości chromosomu X w komórkach jajnika w nieprzeszczepionej i przeszczepionej tkance kory jajnika u kobiet z aberracjami chromosomowymi X, w celu poprawy podstaw nauki na ten temat.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół badania TurnerFertility został zatwierdzony przez Centralny Komitet ds. Badań z udziałem ludzi (NL57738.000.16). W tym badaniu uzyskano tkankę kory jajnikowej u 93 kobiet z TS. Materiały, które wymagają środków ostrożności, są wymienione w tabeli 1.
Tabela 1: Środki ostrożności.
| materiał | Hazard | ||
| kwas octowy | Poważne oparzenia skóry i podrażnienia układu oddechowego | ||
| Kolagenaza | Działa drażniąco na oczy, układ oddechowy i skórę | ||
| DAPI (interfejs DAPI) | Działa drażniąco na oczy, układ oddechowy i skórę | ||
| DNaza I | Działa drażniąco na oczy, układ oddechowy i skórę | ||
| etanol | Wysoce łatwopalny | ||
| Formaldehyd | Działa toksycznie po inhalacji, spożyciu i kontakcie ze skórą | ||
| Formamid (w sondach fluorescencyjnych) | Może zaszkodzić nienarodzonemu dziecku | ||
| Liberase (Liberaza) | Działa drażniąco na oczy, układ oddechowy i skórę | ||
| metanol | Wysoce łatwopalny, toksyczny przez drogi oddechowe, spożycie i kontakt ze skórą | ||
| Nonidet P40 | Działa drażniąco na skórę lub oczy | ||
| pepsyna | Działa drażniąco na oczy, układ oddechowy i skórę | ||
| Proteinaza K | Trudności w oddychaniu po inhalacji | ||
| ksylen | Wysoce łatwopalny, toksyczny po inhalacji i kontakcie ze skórą. Unikać kontaktu z oczami. | ||
Tabela 1: Materiały wymagające środków bezpieczeństwa.
1. RYBA na izolowanych pojedynczych komórkach kory jajnika
2. RYBA na skrawkach parafiny przeszczepionej tkanki kory jajnika
UWAGA: Jeden fragment kriokonserwowanej/rozmrożonej tkanki kory jajnika 18 samic z TS był ksenografowany myszom z ciężkim złożonym niedoborem odporności (SCID) przez 5 miesięcy. Procedura ksenoprzeszczepu została opisana wcześniej i została przeprowadzona na Université Catholique de Louvain (Bruksela, Belgia) zgodnie z lokalnymi wytycznymi Komitetu ds. Badań nad Zwierzętami dotyczącymi dobrostanu zwierząt (odniesienie 2014/UCL/MD/007)18,19.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
FISH na izolowanych komórkach jajnika przed szczepieniem
Do zilustrowania wyników przy użyciu tego protokołu wykorzystano kriokonserwowaną tkankę kory jajnikowej od kobiet z 45,X/46,XX (pacjentka A) lub 45,X/46,XX/47,XXX (pacjentka B) TS. U pacjenta A 50% limfocytów miało kariotyp 45,X, a 50% miało 46,XX. U pacjenta B 38% limfocytów miało 45,X, 28% 46,XX, a 34% 47,XXX. Sondy specyficzne dla centromeru dla chromosomu X (zielony) i chromosomu 18 jako kontroli (czerwony) zastosowano do określenia zawart...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Analiza FISH jest dobrze znaną techniką wykrywania aberracji chromosomowych X w limfocytach lub komórkach policzkowych zarówno mężczyzn, jak i samic10. W kilku badaniach opisano FISH na gametach samców z aberracjami chromosomowymi X, ale nadal brakuje szczegółowych informacji uzyskanych przez FISH na komórkach jajnika od samic z aberracjami chromosomu X14. W artykule przedstawiono nowatorskie metody oparte na FISH w celu określenia, czy aneuploidia jest obecna w komórkach j...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Autorzy dziękują Marjo van Brakel, Dominique Smeets, Guillaume van de Zande, Patricia van Cleef i Milanowi Intezarowi za ich ekspertyzę i pomoc techniczną. Źródła finansowania: Merck Serono (A16-1395), Goodlife i Ferring.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Kwas octowy | Biosolve BV | 0001070602BS | |
| Wirówka 1200 | Hettich Universal | 4140 | |
| Kolagenaza I | Sigma | 131470 | |
| Szkiełko nakrywkowe | VWR | 0631-0146 | |
| DAPI | Vector | H-1200 | |
| DNase I | Roche | 10104159001 | |
| Dulbecco' s Solanka fizjologiczna buforowana fosforanami | Lonza | BE17-513Q | |
| EDTA | Merck | 108421 | |
| Eosin-Y | Sigma | 1159350100 | |
| Etanol | EMSURE | 1009832500 | |
| Płodowa surowica bydlęca (FBS) | Technologia Life | 10100147 | |
| Mikroskop fluorescencyjny do sekcji DM4 B | Leica Microsystems | ||
| Mikroskop fluorescencyjny A1 | Zeiss AXIO | ||
| Sondy fluorescencyjne znakowane fluorescencyjnie do komórek zdysocjowanych | Abbott Diagnostics | CEPX (DXZ1) 05J1023 CEP18 (D18Z1) 05J0818 | |
| Sondy znakowane fluorescencyjnie do wycinków tkanek | Abbott Diagnostics | X (DXZ1 05J08-023 18 (D18Z1) 05J10-028 | |
| Formaldehyd | Sigma | 252549 | |
| Glue | Merck | 108337 | |
| Glue (Fixogum) | Leica Microsystems | LK071A | |
| Hematoxylin | Sigma | 1159380025 | |
| Bufor hybrydyzacyjny | Abott Diagnostics | 32-804826/06J67-001 | |
| Stacja hybrydyzacji | Dako | S2451 | |
| Kwas solny | Merck | 1003171000 | |
| Oprogramowanie do przetwarzania obrazów pojedyncze komórki kory jajnika (Cytovision 7.7) | Leica Biosystems | ||
| Oprogramowanie do przetwarzania obrazów na przekrojach paraffinekowych | Leica Application Suitex (3.7.5.24914) | ||
| Preparaty mikroskopowe immunohitochemiczne | Dako | K802021-2 | |
| L15 | Lonza | 12-700Q | |
| Liberase DH | Roche | 05 401 151 001 | |
| Mikroskop świetlny | Zeiss West Germany | ||
| Siarczan magnezu | Merck | A335586 | |
| Metanol | Honeywell | 14262-1L | |
| Podłoże montażowe | Vectashield, Vector | H-1000 | |
| Nonidet P40 | Sigma | 7385-1L | |
| Parafina | Poth Hile | 2712.20.10 | |
| Pepsyna | Sigma | P7000-25G | |
| Sól fizjologiczna buforowana fosforanami (PBS) | Gibco | 11530546 | |
| Plastic pipeta | CooperSurgical | 7-72-4075/1 | |
| Chlorek potasu | Merck | 1049361000 | |
| Proteinaza K | Qiagen | 19131 | |
| Mikrotom rotacyjny HM 355S | Skalpel termoizolacyjny | ||
| Dahlhausen | 11.000.00.515 | ||
| Szkiełko do RYB na komórkach zdysocjowanych | Thermo scientific | J1810AM1JZ | |
| Wodorowęglan sodu | Sigma | 55761-500G | |
| Standardowy cytrynian sodu (SSC) | Fisher Scientific, Invitrogen | 10515203 | |
| Stereomikroskop IX 70 | Olympus | ||
| Roztwór do odzyskiwania celu | Dako | GV80511-2 | |
| Trypsin | Sigma | T4799 | |
| Tween-20 | ThermoFisher | 85113 | |
| Xylene | BOOM 760518191000 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie