Оогенез — это сильно регулируемый и сложный процесс, приводящий к образованию зрелых яйцеклетки. У млекопитающих оогенез начинается в плодовых яичниках, где первичные герминальные клетки (ПГК) дифференцируются в первичные яйцеклетки. Каждый первичный яйцеклетка окружён слоем плоских прегранулезных клеток, образующих первичный фолликул. Большинство этих первичных фолликулов после формирования переходят в состояние покоя, служа яичниковымрезервом 1,2,3. Во взрослом яичнике периодическая активация первичных фолликулов для развития фолликулов, известная как фолликулогенез, необходима для поддержания выработки зрелых яйцеклетки и стероидных гормонов яичников 4,5. При отсутствии сигналов активации первичные фолликулы человека могут оставаться в состоянии покоя до 50 лет. Длительная покоя может способствовать снижению качества яйцеклетки, а также увеличению скорости потери первичных фолликулов в стареющихяичниках 6. Механизмы, лежащие в основе того, как определённый пул фолликулов активируется, в то время как другие остаются в состоянии покоя и периодически гибели клеток, остаются открытыми.
Процесс оогенеза очень консервативен у млекопитающих, что делает мышей идеальной моделью для изучения оогенеза7 у млекопитающих. У мышей формирование первичных фолликулов завершается к 4-му дню после рождения (P4). Небольшая часть первичных фолликулов развивается сразу после формирования. Во время развития фолликула яйцеклетка увеличивается в размере за счёт усиленного органогенеза и синтеза мРНК ибелка 4. Плоские гранулезные клетки переходят в кубоидальные гранулезные клетки и становятся пролиферативными8. Эти развивающиеся фолликулы развиваются до овуляционной стадии примерно на 21-й день, когда самки мышей достигают полового созревания. Эта фаза развития фолликуляров в постнатальных яичниках обычно называется «фолликулогенезом первой волны». Поскольку фолликулогенез первой волны тесно отражает процесс формирования фолликулов, послеродовые яичники мышей служат идеальной моделью для изучения регуляции первичных фолликулов и фолликулогенезаяичников 9.
Классификация фолликулов яичников в первую очередь основана на ядерной морфологии соматических клеток фолликулов и размере яйцеклетки. В мышиных яичниках спящий первичный фолликул определяется одним слоем плоских прегранулезных клеток, которые охватывают первичную яйцеклетку диаметром примерно 20 мкм. Развивающиеся фолликулы можно разделить на первичные, вторичные, третичные и антральные фолликулы. Первичный фолликул содержит ооцит диаметром обычно более 25 мкм и окружён одним слоем кубоидальных гранулезных клеток (дополнительный рисунок 1). Вторичный фолликул состоит из двух слоёв гранулезных клеток, тогда как третичный фолликул состоит из трёх и более слоёв гранулезных клеток. Антральный фолликул крупнее третичного фолликула, содержит несколько слоёв гранулезных клеток и имеет полость, заполненную жидкостью, известную как антрум. По мере развития фолликулов яйцеклетка увеличивается, достигая примерно 80 мкм к моменту овуляции. Кроме того, развивающиеся фолликулы окружены несколькими слоями тонких клеток теки, которые расположены вне гранулезныхклеток 10,11,12.
Относительно небольшой размер постнатальных яичников у мышей делает целую культуру яичников практичным подходом для исследований. Этот метод эффективно позволяет изучать развитие яичников и фолликулов внутри целостного яичника, сохраняя физические и физиологические микросреды, минимизируя помехи со стороны окружающихтканей 12. Такой подход позволяет проводить эксперименты, которые было бы сложно проводить в in vivo моделях. Примеры включают живую визуализацию развития яичников, контролируемое по времени многопрепаратное лечение и анализ секреторной активности яичников с помощью профилирования белков культурных сред 13,14. Кроме того, этот подход можно применить для изучения эффекта секреторных факторов без прямого взаимодействия клетки с клетками посредством экспериментов с совместной культурировкой. В этих экспериментах различные типы тканей могут быть размещены на отдельных мембранных вставках в общейсреде 15. Кроме того, использование условных генно-нокаутных яичников мышей in vitro может помочь выявить ключевые механизмы, связанные с активацией и ростом первичных фолликулов.
В этой статье мы представляем методы культивирования послеродовых яичников мышей с помощью мембранных вставок и для количественной оценки целого фолликула в целом яичнике (рисунок 1). Описанные здесь методы включают: 1) диссекция новорождённых мышиных яичников, 2) культуру неонатальных мышиных яичников, 3) изменение среды во время культуры, 4) фиксацию тканей и окрашивание антител по всему монтированию, а также 5) визуализацию тканей и количественное определение фолликулов. Кроме того, в этом исследовании использовался доксорубицин для экспериментального стимулирования потери первичного фолликула, предоставив модель для изучения механизмов, лежащих в основе истощения яичникового резерва. Результаты показали, что количество яичников на одну вставку и их расположение внутри вставка во время культуры влияют на количество первичных фолликулов. Это подчёркивает важность поддержания единой системы культуры для предотвращения небиологических изменений в экспериментальных результатах.