$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Успешная трансиллюминация при содействии постановки и микроперепись мышей семенных трубочки зависит в первую очередь от нахождения надлежащих условий освещения и подходящий микроскоп вскрытия, а также способность распознавать конкретные особенности, которые характеризуют каждый этап. Этапы VII-VIII кажутся однородно темными, потому что они содержат большое количество полностью конденсированных удлиненных сперматозоидов, которые выровнены на апической поверхности эпителия(рисунок 5A и рисунок S1). После того, как зрелые сперматозоиды высвобождаются в люмен в спермиации, трубка выглядит очень бледной на стадиях IX-XI из-за отсутствия конденсированных удлиненных сперматозоидов в эпителии. Самой простой особенностью для идентификации на трансиллюминированных трубоубийствах является точка спермиации (звездочка на рисунке 5A и рисунок S1), то есть внезапный переход из темной зоны (VII-VIII) в бледную зону (IX-XI). За бледной зоной следует зона слабого пятна (XII-I). Пятнистый внешний вид происходит от организации удлинения сперматозоидов с конденсированным хроматином в пучках. Пучки становятся очень заметными в следующей зоне сильного пятна (II-V). Кроме того, сперматозоиды мигрируют в сторону ядер клеток Сертоли, которые расположены близко к базальной ламине, что отражается как полосатый вид трубоубийки II-V стадии при трансиллюминации(рисунок 2, рисунок 5A,B и рисунок S1). Пучки, наконец, рассеиваются на этапе VI и конденсации удлинения сперматозоидов двигаться близко к люмену, чтобы быть освобождены от эпителия на этапе VIII.
Точная стадия сегмента трубчатых трубок может быть точно проверена фазово-контрастной микроскопией препаратов сквоша(рисунок 2 и рисунок S2). Конкретные этапы в сквош препараты признаются на основе акросомального развития шаг 1-8 круглых сперматозоидов, состояние конденсата хроматина в удлиненные сперматозоиды, и наличие сперматозоидов расслоения16 (Рисунок 3 и рисунок S2). Кроме того, наличие более ранних типов клеток, таких как тип B сперматогонии и лептотена или zygotene сперматоцитов, которые могут быть признаны на основе их морфологических особенностей, могут быть использованы для поддержки распознавания этапов. Размер ядер пахитеновых сперматозоидов увеличивается в размерах примерно на VI стадии, что также может оказать дополнительную помощь в постановке.
Постановочные препараты сквоша могут быть использованы для изучения экспрессии и локализации белков, представляющих интерес в семенной эпителий с использованием иммуностимунизации. Это позволяет очень точный анализ клеточного типа конкретного выражения из-за четко определенного клеточного состава на каждом этапе. Сценическое выражение может быть дополнительно увеличено путем совместного окрашивания акросомы(например,с PNA), что позволяет визуализировать различные шаги круглой дифференциации спермы. Репрезентативные изображения PNA-окрашенных акросом на различных этапах представлены на рисунке S3. Акросомальные окрашивания также могут быть использованы для определения стадии ретроспективно. Тем не менее, трансиллюминация при содействии постановки значительно проще и быстрее метод, чтобы найти желаемый этап, чем с помощью нестациозных фрагментов в случайной манере.
Seminiferous трубочки цельно-монтажного окрашивания, как правило, используется для изучения типов клеток, которые находятся в контакте с мембраной подвала семенной эпителия, либо на трубчатой стороне (сперматогония, прелептотиновые сперматозоиды и клетки Сертоли; Рисунок 6A,B) или интерстициальная сторона (перитубулярные миоидные клетки и перитубубные макрофаги; Рисунок 6C и рисунок S4A)24. Тем не менее, метод также может быть использован для изучения клеток или структур, которые расположены глубже в эпителии, такие как гембицефалический барьер (Espin, Рисунок S4B), или постмейотических зародышевых клеток (акросомный маркер PNA, рисунок S4C). При использовании нестатиированных сегментов труб, можно оценить данный этап ретроспективно с помощью антитела противбелка, который выражается в дифференциациисперматозоидов (A1, A2, A3, A4, In и B; коллективно A diff ) (Рисунок 2). Постановка затем опирается на плотность синцитиальныхдифф, которые проходят шесть митотических делений в стадии зависимой образом во время первого цикла сперматогеннойдифференциации 1, поэтомуудвоение числа дифф сперматогонии в синцитии после каждогоразделения 1,25. Тем не менее, ретроспективная постановка менее точна, чем трансиллюминация с помощью постановки,потому что нет никаких конкретных маркеров для отдельных поколений A diffи оценка плотности дифф может быть подвержена ошибкам.

Рисунок 1: Семиниферная эпителиальная карта цикла для постановки сперматогенеза мыши. Вертикальные столбцы показывают клеточные ассоциации на разных стадиях семенного эпителиального цикла (отмечены римскими цифрами I-XII). Самые незрелые зародышевые клетки находятся внизу, в то время как наиболее дифференцированные находятся в верхней части. Чтобы следить за ходом дифференциации зародышевых клеток, нужно двигаться слева направо, а снизу вверх. Цикл семенного эпителия – это полная серия этапов, которые следуют друг за другом в численном порядке. Унд,недифференцированная сперматогония; A1-4, тип A1-A4 сперматозоидов; В промежуточной сперматогонии; B, тип B сперматогония; Pl, прелептотенные сперматозоиды; L, лептотенные сперматозоиды; Вопрос, zygotene сперматомоциты; P, пахитенные сперматозоиды; D, диплотеновые сперматозоиды; 2 ", вторичные сперматозоиды плюс мейотические деления. Арабские цифры 1-16 относятся к шагам постмейотических сперматозоидов созревания (спермиогенез). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Рисунок 2: Клеточные ассоциации на этапах семенного эпителиального цикла мыши. Этапы семенного эпителиального цикла следуют друг за другом в логическом порядке и таким образом образуют сперматогенную волну вдоль продольной оси семенной трубочки. Верхняя панель иллюстрирует ассоциации зародышевых клеток на разных стадиях, а также расположение типов клеток в цитоплазмических карманах клеток Сертоли (светло-серый) в семенном эпителии. Иллюстрация семенной трубочки визуализирует сперматогенную волну и специфические модели трансилюминации бледного, слабого места, сильного пятна и темных зон. С каждого указанного этапа показаны репрезентативные фазо-контрастные изображения фазовой контрастности живых клеток препаратов сквоша и периодических кислотно-шиффов (PAS)-окрашенных поперечных сечений яичка. Нижние две панели показывают сегменты семенной трубочки после трансиллюминации (вверху) или окрашивания антителами (внизу) против SALL4 (красный, пан-сперматогониальный маркер) и DNMT3A (зеленый,дифф маркер). Модели трансиллюминации для этапов IX-XI, XII и VI выделены коробчатыми областями. Для определения (приблизительной) стадии семенного цикла можно использовать как модель поглощения света (вверху), так и плотность DNMT3A-положительной дифференциации сперматозоидов (внизу). Последующие поколения Adiff называются типом A1-A4, промежуточным (In) и типом B сперматозоидов. Разделение каждого приводит к удвоению плотности сперматозоидов клеток. Самая высокая плотность клеток на мембране подвала семенного эпителия наблюдается в этапах VI-VIII, когда наблюдаются меиотические прелептотеновые сперматозоиды (Pl). Шкала баров: сквош prep. 10 мкм, другие 50 мкм. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Рисунок 3: Шаги спермиогенеза. Отличительные особенности сперматозоидов на разных этапах спермиогенеза. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Рисунок 4: Рабочий процесс этого исследования. Шаблон трансиллюминации был полностью установлен во взрослой мыши. Пожертвовать мышью и приступить к вскрытию яичка и декапсуляции без промедления. Аккуратно потяните трубошки друг от друга на чашку Петри. Зафиксировать трубоубийства для цельно-монтажных окрашивания или приступить к трансиллюминации. Под трансилюминацией 1) вырезать короткие сегменты трубоубий конкретной стадии (ы) для препаратов сквоша (контроль качества или для иммуностимулирования) или 2) сократить более длинные сегменты для сбора этапных бассейнов для анализа РНК и протеомики, культуры тканей или для цельно-монтажных окрашивания. Передача коротких сегментов трубоубий на слайд микроскопа в объеме 10 МКЛ PBS. Поместите крышку скольжения на сегменте, чтобы вынузить клетки и сформировать монослой живой ячейки. Наблюдайте типы клеток под микроскопом, затем исправить и пятно. WMS, цельноукрепление окрашивания. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Рисунок 5: Семиниферные трубочки взрослой мыши, как видно под трансиллюминации микроскопии. (A) Длинный сегмент семенной трубочки, как видно под трансилюминации отображения волны семенной эпителия. Четыре различные зоны могут быть определены на основе уплотнения хроматина в сперматозоидах и их локализации в эпителии: темная зона (этапы VII-VIII), бледная зона (этапы IX-XI), зона слабых мест (этапы XII-I) и зона сильного пятна (этапы II-VI). Звездочка, точка спермиации. Стрелки указывают на два коротких сегмента в зоне слабого пятна, которые имеют бледный вид из-за механической нагрузки на трубоубий. Шкала бар: 500 мкм. Insets 1-5 являются более высокими увеличениями от выбранных сегментов труб. (B) Объединили сегменты семенной трубочки, представляющие этапы II-V (зона сильного пятна), VII-VIII (темная зона) и IX-XI (бледная зона). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Рисунок 6: Цельно-монтажные иммуностимулирования с использованием сперматозоидов, клеток Сертоли и перитубулярных маркеров макрофага. (A) Цельноукрепление окрашивания для сегмента, представляющего этап XI-II с антителами против GFR-1 (красный), SALL4 (зеленый) и DNMT3B (синий). Окрашивание показывает три различных популяций сперматозоидов: потихонька изолированных (A s) илипарных(pr) недифференцированных стволовых сперматозоидов (GFR-1) /SALL4/DNMT3B - ;белыепунктирные области), короткие синцитиальные (здесь 4 выровненные клетки; Aal4) прародитель сперматогонии (GFR-1 -/SALL4 /DNMT3B - ;желтыепунктирные области) и дифференциации сперматозоидов (GFR-1 -/SALL4 / DNMT3B ). SALL4/DNMT3B- это сперматозоиды типа A3-A4. (B)Цельно-монтажные семенные трубочки, окрашивающиеся антителами против GFR-1 (красный), USF1 (зеленый) и SOX9 (синий). GFR-1 окрашивает подмножество стволовых сперматозоидов. USF1 выражается как сперматозоидами, так иклетками SOX9 и Sertoli. (C)Перитубулярные макрофаги у взрослых мышей являются положительными как для F4/80 (красный) и MHCII (синий). DAPI окрашивает ДНК (зеленый). Яркие большие ядра являются перитубулярными ядрами миоидных клеток. Шкала баров: 50 мкм. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок S1: Длинный сегмент семенной трубочки, как видно под трансиллюминации отображения волны семенной эпителия. Четыре различные зоны могут быть определены на основе уплотнения хроматина в сперматозоидах и их локализации в эпителии: зона слабых мест (этапы XII-I), зона сильного пятна (этапы II-VI), темная зона (этапы VII-VIII) и бледная зона (этапы IX-XI). Точка спермиации (звездочка) может быть признана темной зоной, внезапно транзитом в бледную зону. Шкала бар: 500 мкм. Врезки 1-4 являются более высокими увеличениями от выбранных сегментов труб. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить эту цифру.
Рисунок S2: Фазово-контрастная микроскопия живых клеток-монослой различных стадий семенного эпителиального цикла. (A) Этап I. Шаг 1 круглые сперматозоиды по-прежнему не хватает акросомальной структуры. Они характеризуются небольшим круглым ядром (красными кругами) с характерным одним хромоцентром (белые стрелки). Хроматоидное тело видно в цитоплазме как темная гранула в тесном контакте с ядерной мембраной (синие стрелки). Ядро клетки Сертоли (белый круг) содержит три темных очага: большой нуклеол с двумя спутниковыми хромоцентрами. Sertoli клетки unoften видели в сквош препаратов, но они иногда вытекают из трубоубивания вместе с зародышевых клеток. (B)Этап II-IV. В шаге 4 круглые сперматозоиды (красные круги), акросомальная структура (красные стрелки) появляется как белый слегка сплющенный пузырьк, прикрепленный к ядерной оболочке. Удлинение сперматозоидов образуют пучки и уже имеют толстый flagellum (белые стрелки), указывающие на наличие митохондриальной оболочки в середине части хвоста спермы. Ядра пахитеновых сперматозоидов (PSpc) примерно в два раза больше, чем у круглых сперматозоидов и характеризуются темными хроматинными регионами, распределенными по всему ядру. (C)Этап V-VI. В шаге 5-6 круглых сперматозоидов (красный круг), акросома дополнительно сплющивается и распространяется по ядру (красные стрелки). Область ядерной оболочки, обращенной к акросоме, кажется темной из-за присутствия акроплаксома, богатой белком пластины между акросомной мембраной и ядерной мембраной. Удлинение сперматозоидов высвобождается из пучков (белые стрелки). Пахитен сперматозоиды (PSpc) часто наблюдаются в эпителии. (D)Этап VII-VIII. Акросома (красные стрелки), темная подкладка на ядерном конверте с белыми тенями, полностью расширена и охватывает почти всю апическую сторону шага 7-8 круглых сперматозоидов (красные круги). Эта стадия характеризуется зрелыми сперматозоидами (белыми стрелами), которые могут быть в изобилии на многих частях подготовки сквоша. Ядро пахитеновых сперматозоидов (PSpc) растет в размерах во время развития и появляются больше в стадии VII-VIII, чем на предыдущих стадиях. Темные хроматиновые области внутри ядра пахитеновых сперматозоидов (PSpc) кажутся нечеткими из-за высокой транскрипционные активности и мейотические события. (E)Этап X. Шаг 10 сперматозоидов ядра (белые стрелки) инициировали удлинение, но хроматин еще не конденсируется. Акросомы начинают формировать крючок на ядерном кончике (красная стрелка). Ядра пахитеновых сперматозоидов (PSpc) кажутся очень большими, поскольку они готовятся к мейотических делений. (F)Этап XII. Этап XII характеризуется наличием мейотических метафазных пластин (белых разбитых кругов). Небольшие круглые клетки с типичной конденсированной хроматиновой моделью являются zygotene сперматомоцитов (ЗСПК), в котором сестра хромосомы выравнивания инициировать синаптонемальное комплексное образование. Шкала баров: 10 мкм. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить эту цифру.
Рисунок S3: Определение стадии семенного эпителиального цикла на основе акросомального и ядерного окрашивания. Ацетон-фиксированные препараты сквош были окрашены Ромамин-спряженных ПНА и DAPI. Этап I: Хотя не акросома не существует в шаге 1 круглые сперматозоиды полностью развитой акросомы могут быть обнаружены в удлиненные сперматозоиды. Этапы II-IV: Акросомное развитие начинается с появления проакросомальных/акросомальных гранул в круглых сперматозоидах. Акросомальная пузырька на ядерной поверхности появляется вокруг до шага 3 сперматозоидов, а затем выравнивается в шаге 4 сперматозоидов. Этап V: Угол, подаемый акросомой, простирается от 40 градусов до максимум 95 градусов. Этапы VI-VII: Угол, поделенный акросомой, простирается от 95 градусов до 120 градусов. Этапы VIII-IX: акросома полностью расширена в шаге 8 сперматозоидов (этап VIII), и ядра поляризуются на апической стороне клетки, внося контакт с плазменной мембраной (не показано). К ЭТАП IX ядро сперматозоидов деформируется; спинной и брюшной поверхности впервые видны. Этапы X-XI: Сперматозоиды показывают спинной угол. Этап XII: Этот этап лучше всего характеризуется появлением мейотических отделов; метафазные пластины обозначены белыми стрелками. Удлинение сперматозоидов с их акросомы также видели. Шкала баров: 10 мкм. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить эту цифру.
Рисунок S4: Цельное окрашивание для нетрадиционных маркеров. (A) Альфа гладкий актин мышцы (aSMA) выражается перитубубных миоидных клеток. (B) Эспин локализует к соединениям клетки Sertoli плотных и способствует к барьеру blood-testis. (C) PNA локализуется до акросом сперматозоидов. Шкала баров: 50 мкм. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить эту цифру.
Дополнительное видео 1: Резка короткого сегмента семенной трубочки, представляющей этап VII-VIII. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить это видео.