Oogeneza to wysoce regulowany i złożony proces, który prowadzi do produkcji dojrzałych oocytów. U ssaków oogeneza rozpoczyna się w jajnikach płodowych, gdzie pierwotne komórki rozrodcze (PGC) różnicują się w pierwotne oocyty. Każdy pierwotny oocyt jest otoczony warstwą płaskokątnych komórek pregranulozy, tworząc pierwotny pęcherzyk. Większość tych pierwotnych pęcherzyków staje się uśpiona po utworzeniu, pełniąc funkcję rezerwy jajnika 1,2,3. W dorosłym jajniku okresowa aktywacja pierwotnych pęcherzyków dla rozwoju pęcherzyków, znana jako folikulogeneza, jest niezbędna do utrzymania produkcji dojrzałych oocytów oraz hormonów sterydowych jajników 4,5. W przypadku braku sygnałów aktywacji ludzkie pierwotne pęcherzyki mogą pozostawać nieruchome nawet do 50 lat. Przedłużona spoczynek może przyczyniać się do obniżenia jakości jajków, a także do zwiększonej liczby ubytków pierwotnych w starzejących się jajnikach6. Mechanizmy leżące u podstaw aktywacji konkretnej puli mieszków mieszkowych, podczas gdy inne pozostają nieruchome i ulegają okresowej śmierci komórki, pozostają otwarte.
Proces oogenezy jest silnie zachowany u ssaków, co czyni myszy idealnym modelem do badania oogenezy ssaków7. U myszy powstawanie pierwotnych pęcherzyków kończy się do 4. dnia poporodowego (P4). Niewielka część pierwotnych pęcherzyków przechodzi rozwój pęcherzyków bezpośrednio po ich powstaniu. Podczas rozwoju pęcherzyków oocyt zwiększa rozmiar dzięki zwiększonej organogenezie oraz syntezie mRNA i białek4. Komórki ziarnistka płaskoskórej przechodzą w komórki ziarnistka sześciennego i stają się proliferacyjne8. Te rozwijające się pęcherzyki osiągają stadium owulacyjne około 21. dnia, czyli wtedy, gdy samice myszy osiągają okres dojrzewania. Ta faza rozwoju pęcherzyków w jajnikach poporodowych jest powszechnie określana jako "pierwsza fala folikulogenezy". Ponieważ pierwsza fala folikulogenezy bardzo odzwierciedla proces rozwoju pęcherzyków, jajniki myszy poporodowe stanowią idealny model do badania regulacji pierwotnych pęcherzyków i folikulogenezy jajników9.
Klasyfikacja pęcherzyków jajników opiera się głównie na morfologii jądrowej komórek somatycznych mieszków oraz wielkości oocytu. W jajnikach myszy uśpiony pierwotny pęcherzyk rozpoznaje się po pojedynczej warstwie płaskokątnych komórek pregranulozy, które otaczają pierwotny oocyt, o średnicy około 20 μm. Rozwijające się pęcherzyki można podzielić na pęcherzyki pierwotne, wtórne, trzeciorzędne i antralne. Główny pęcherzyk zawiera oocyt o średnicy zwykle ponad 25 μm i otoczony jest pojedynczą warstwą komórek ziarnistych sześciennych (Rysunek Uzupełniający 1). Mieszek wtórny składa się z dwóch warstw komórek ziarnistych, natomiast pęcherzyk trzeciorzędowy składa się z trzech lub więcej warstw komórek ziarnistych. Pęcherzyk antralny jest większy niż pęcherzyk trzeciorzędowy, zawiera wiele warstw komórek ziarnistych i posiada wypełnioną płynem jamę zwaną antrum. W miarę rozwoju mieszków jajkowy oocyt zwiększa rozmiar, osiągając około 80 μm w momencie owulacji. Dodatkowo rozwijające się mieszki są otoczone przez kilka warstw cienkich komórek teki, które znajdują się poza komórkami ziarnistymi 10,11,12.
Stosunkowo niewielki rozmiar jajników myszy po porodzie sprawia, że hodowla całych jajników jest praktycznym podejściem do badań. Ta metoda skutecznie umożliwia badanie rozwoju jajnika i mieszków mieszkowych w nienaruszonym jajniku, ponieważ zachowuje fizyczne i fizjologiczne mikrośrodowiska, jednocześnie minimalizując zakłócenia ze strony otaczających tkanek12. Takie podejście pozwala na eksperymenty, które byłyby trudne do przeprowadzenia w modelach in vivo. Przykłady to obrazowanie na żywo rozwoju jajnika, kontrolowane w czasie terapie wielolekowe oraz analiza aktywności wydzielniczej jajnika poprzez profilowanie białek w podłożu hodowlowym13,14. Ponadto to podejście można zastosować do badania wpływu czynników wydzielniczych bez bezpośredniej interakcji komórka-komórka poprzez eksperymenty współhodowlania. W tych eksperymentach różne typy tkanek można umieścić na oddzielnych wkładkach błonowych w ramach wspólnego medium15. Dodatkowo, stosowanie warunkowych jajników myszy in vitro może pomóc wyjaśnić kluczowe mechanizmy zaangażowane w aktywację i wzrost pierwotnych pęcherzyków pierwotnych.
W tym artykule przedstawiamy metody hodowli jajników myszy poporodowych z wykorzystaniem wkładek błonowych oraz ilościową ilościową w całym jajniku (Rysunek 1). Techniki opisane tutaj obejmują: 1) sekcję jajników noworodków myszy, 2) hodowlę jajników noworodków myszy, 3) zmianę ośrodka podczas hodowli, 4) utrwalanie tkanek i barwienie przeciwciał na całość, a także 5) obrazowanie tkanek i ilościową identyfikację mieszków mieszkowych. Dodatkowo w badaniu zastosowano doksorubicynę do eksperymentalnego wywołania utraty pierwotnych pęcherzyków, co stanowiło model do badania mechanizmów leżących u podstaw wyczerpania rezerwy jajników. Wyniki wykazały, że liczba jajników na wkładkę oraz ich położenie w środku podczas hodowli wpływały na liczbę pierwotnych pęcherzyków. Podkreśla to znaczenie utrzymania spójnego układu hodowlanego, aby zapobiec niebiologicznym zmianom wyników eksperymentalnych.