В этой статье мы описываем выделение митохондрий из мезенхимальных стволовых клеток, полученных из жира мыши, а затем перенос митохондрий в состаренные ооциты мышей для улучшения качества ооцитов.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
В этой статье мы описываем выделение митохондрий из мезенхимальных стволовых клеток, полученных из жира мыши, а затем перенос митохондрий в состаренные ооциты мышей для улучшения качества ооцитов.
Из-за снижения количества и качества ооцитов, связанного с возрастом, фертильность женщин старше 35 лет резко снизилась. Молекулярные механизмы, поддерживающие качество ооцитов, остаются неясными, поэтому в настоящее время трудно увеличить рождаемость женщин старше 35 лет. Ооциты содержат больше митохондрий, чем любой тип клеток в организме, и любая митохондриальная дисфункция может привести к снижению качества ооцитов. В 1990-х годах перенос цитоплазматических ооцитов привел к большим успехам в репродукции человека, но сопровождался этическими спорами. Ожидается, что аутологичная митохондриальная трансплантация станет полезным методом для повышения качества ооцитов, которое уменьшилось из-за возраста. В настоящем исследовании мы использовали стволовые клетки, полученные из жировой ткани от старых мышей, в качестве донора митохондрий для повышения качества ооцитов старых мышей. Дальнейшее развитие технологии аутологичного митохондриального переноса обеспечит новый и эффективный метод лечения бесплодия у пожилых женщин.
Одним из важных факторов, влияющих на женскую фертильность, является старение ооцитов; Снижение качества ооцитов является основной причиной бесплодия у женщин пожилого возраста. Тем не менее, основная причина старения ооцитов и молекулярный механизм, регулирующий качество ооцитов, до сих пор неясны. Предыдущие исследования показали, что как количество, так и качество митохондрий участвуют в контроле качества ооцитов и эмбриональном развитии 1,2,3. Уменьшение количества и качества митохондрий тесно связано со старением3.
Было предпринято множество попыток улучшить функцию митохондрий в стареющих ооцитах, включая пищевую добавку митохондрий и перенос митохондрий. Хорошо известные, эффективные пищевые добавки митохондрий включают коэнзим Q10 (CoQ10), альфа-липоевую кислоту (α-LA) и ресвератрол (RSV)4. Исследования показали, что добавки с коэнзимом Q10 могут не только улучшить возрастное снижение количества и качества ооцитов, но и способствовать нормальному развитию и овуляции ооцитов5. α-ЛК замедляет снижение качества ооцитов, связанное со старением и метаболическим фенотипом пациенток с синдромом поликистозных яичников (СПКЯ)6,7. Ресвератрол может уменьшать количество ооцитов с аномальными веретенами и неправильным выравниванием хромосом, увеличенным у стареющих мышей, при этом влияя на эмбриональное развитие дозозависимымобразом. Однако, поскольку клинический эффект пищевых добавок митохондрий не достиг ожидаемого уровня, необходимо изучить другие эффективные методы лечения.
Первая попытка переноса митохондрий была предпринята в 1997 году. Перенос цитоплазмы молодого донора в состаренные ооциты реципиента улучшил качество ооцитов у пациентов в возрасте, которые успешно родили здоровыхдетей9, что и послужило обоснованием использования данной методики. Однако аллогенный цитоплазматический перенос ооцитов не может быть применен в клинической практике по двум основным причинам – проблеме генетической гетерогенности и регуляторным вопросам, вызванным трансплантацией донорских митохондрий. Предыдущее исследование показало, что трансплантация митохондрий аутологичных клеток может улучшить качество ооцитов, развитие эмбрионов и фертильность старых мышей10, что не имело этических проблем или проблем генетической гетерогенности и решило некоторые проблемы, вызванные переносом цитоплазмы донорских ооцитов в ооциты реципиента 10,11.
Между тем, перенос митохондрий аутологичными клетками превосходил влияние предыдущих пищевых добавок митохондрий на улучшение качестваооцитов11. Таким образом, трансплантация митохондриальных клеток с помощью аутологичных клеток является подходящим выбором для клинического применения данной технологии12. Стволовые клетки, полученные из жировой ткани (ADSC), могут быть получены с помощью минимально инвазивной технологии, их легко изолировать и культивировать, и они могут быть идеальными «семенными» клетками для регенеративной медицины. Митохондрии богаты ADSC, и функция митохондрий не снижается с возрастом, что позволяет предположить, что ADSC являются отличным источником митохондрий13,14. В этом протоколе мы представляем метод переноса митохондрий мезенхимальных стволовых клеток, полученных из жировой ткани мыши, в состаренные ооциты мышей для улучшения качества ооцитов. Это полезная модель для технологии аутологичного митохондриального переноса человеческого ADSC.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Все описанные эксперименты на животных были одобрены Комитетом по этике исследований на животных Третьей аффилированной больницы Университета Сучжоу. Все операции проводятся в соответствии с соответствующими рекомендациями агентства по уходу и использованию животных и национальными руководящими принципами. Подробные сведения обо всех материалах, инструментах и реагентах, используемых в этом протоколе, см. в Таблице материалов .
1. Выделение и характеристика мезенхимальных стволовых клеток (ADSC) из жировой ткани старых мышей
2. Выделение митохондрий из жировых стволовых клеток
ПРИМЕЧАНИЕ: Все операции по выделению митохондрий должны проводиться на льду.
3. Суперстимуляция яичников
4. Перенос митохондрий вместе с ИКСИ
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
В этом протоколе мы выделили и охарактеризовали ADSC из мышиного жира (рис. 1). Для получения изолированных митохондрий клеточную мембрану необходимо нарушить с помощью стеклянного гомогенизатора. (Рисунок 2А). Важно получить однородную митохондриальную фракцию без больших комков, чтобы микроинъекционная трубка не блокировалась. Сначала необходимо использовать 200 μл, а затем 10 μл наконечники для пипеток для мягкой ресуспендирования гомогенатов; Наконец, игла 2...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Ооциты содержат больше митохондрий, чем любой тип клеток в организме, с числом копий ~1-5 ×10 5 мтДНК. Митохондрии необходимы для созревания ооцитов, оплодотворения и эмбрионального развития, поэтому любая митохондриальная дисфункция может привести к снижению качества ооцитов. Снижение количества и качества митохондрий тесно связано с физиологическим старением. В этом протоколе был представлен простой метод выделения митохондрий из ADSC старых мышей и переноса в старые ооциты ...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
У авторов нет конфликта интересов, который можно было бы раскрыть.
Авторы выражают признательность за поддержку со стороны Национального фонда естественных наук Китая (82001629 до X.Q.S.), Проекта фундаментальных исследований Бюро науки и технологий Чанчжоу в рамках гранта No CJ20200110 (Y.J.Y.), Молодежной программы Фонда естественных наук провинции Цзянсу (BK20200116 до X.Q.S.) и Финансирования постдокторских исследований провинции Цзянсу (2021K277B to X, К.С.).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 0,05% трипсин/ЭДТА, | Gibco | 25300054 | Клеточная культура |
| 4% параформальдегид | beyotime | P0099 | иммунофлуоресценция |
| 40 мкм; m клеточный фильтр | Corning | 352340 | ADSC изоляция |
| адипогенная индукция | Cyagen | HUXXC-90031 | Многонаправленная дифференцировка |
| Ализарин красный окрашивающий раствор | Sigma | A5533 | Многонаправленная дифференцировка |
| Антитело против CD29 | BD Biosciences | анализ 558741 потока | |
| Антитело против CD34 | BD Biosciences | 560942 | анализ потока |
| Антитела против CD90 | BD Biosciences | 553016 | анализ потока |
| Антитела против HLA-DR | BD Biosciences | 555560 | анализ |
| потока&бета;-актина | Abcam | ab-8226 | Митохондриальный функциональный тест |
| BSA | Sigma V900933 | иммунофлуоресценция | |
| CCCP | Solarbio | C6700 | митохондрии JC-1 анализ потока |
| ChamQ Universal SYBR qPCR Master Mix | Vazyme | Q711 | qPCR |
| коллагеназа типа I | Sigma | SCR103 | ADSC изоляция |
| DAPI | Invitrogen | D1306 | иммунофлуоресценция |
| DMEM-F12 | Gibco | 11320033 | клеточная культура |
| DMSO | Sigma | 276855 | митохондрии JC-1 анализ потока |
| EGTA | Sigma | 324626 | выделение митохондрий |
| FBS | Gibco | 10100147 | клеточной культуры |
| Проточная цитометрия | BD Biosciences | FACSКанто& торговля; II | Характеристики |
| флуоресцентного микроскопа | leica | DM2500 | иммунофлуоресцентный |
| желатин | Sigma | 48722 | разнонаправленной дифференцировки |
| Sangon | F519062 | Выделение митохондрий | |
| hCG | Aibei | M2520 | Суперстимуляция яичников |
| гиалуронидаза | Sigma | H1115000 | Суперстимуляция яичников |
| Инвертированный микроскоп | Olympus | IMT-2 | Набор для микроинъекции |
| изолированных митохондрий | Sigma | CS0760 | Анализ потока митохондрий JC-1 JC-1 |
| Sigma | T4069 | Тест функции митохондрий | |
| KCl | Sigma | P5405 | Перенос митохондрий |
| KH2PO4 | Sigma | P5655 | Перенос |
| митохондрийLaminB | Abcam | ab-16048 | Митохондриальный функциональный тест |
| M16 Medium Sigma | M7292 | эмбриональная клеточная культура | |
| M2 Medium | Sigma | M7167 | эмбриональная клеточная культура |
| маннитол | Sigma | M9546 | Митохондриальный перенос |
| Микроинъектор | Olympus+ eppendorf | IX73 | Митохондриальный перенос |
| MitoTracker красный | Invitrogen | M22425 | Окрашивание митохондрий |
| MOPS | Sigma | M1442 | Выделение митохондрий |
| медиатор нейрофиламентов полипептид (NFM) | Santa Cruz Biotechnology | sc-16143 | Многонаправленная дифференцировка |
| нейрогенная индукция | Gibco | A1647801 | Многонаправленная дифференцировка |
| Нейрон-специфическая энолаза (NSE) | Santa Cruz Biotechnology | sc-292097 | Масло многонаправленной дифференцировки |
| красное O Сангон | E607319 | масло адипогенной дифференцировки | |
| красное O раствор | Sigma | O1516 | Многонаправленная дифференцировка |
| остеогенная индукция | Cyagen | HUXXC-90021 | Многонаправленная дифференцировка |
| PBS (фосфатно-солевой буфер) | Hyclone | SH30256.LS | Клеточная культура |
| Пенициллин и стрептомицин | Гиклон | SV30010 | Клеточная культура |
| PMSG | Aibei | M2620 | Суперстимуляция яичников |
| Протеаза Коктейль ингибиторов | Sigma | P8340 | Выделение митохондрий |
| сахарозой | Sigma | V900116 | Выделение митохондрий |
| Tris | Sigma 648314 | Выделение митохондрий | |
| Tris-HCl | Sigma | 108319 | перенос митохондрий |
| Triton X-100 | beyotime | P0096 | иммунофлуоресценция |
| VDAC | Abcam | ab-14734 | Митохондриальный функциональный тест |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Эта статья была опубликована
Видео скоро будет доступно