January 26th, 2024
В этой статье мы представляем метод выполнения круговой инъекции сперматид (ROSI) мышам, метод с многообещающим клиническим применением и полезностью для исследования механизмов, лежащих в основе эмбрионального развития.
Круглая инъекция сперматид может решить проблему репродукции у некоторых пациентов с необструктивной азооспермией, но ее эффективность очень низка. В нашем исследовании мыши использовались в качестве моделей для поиска методов повышения эффективности эмбрионального развития ROSI у мышей. Неполная статистика указывает на то, что во всем мире было рождено менее 200 человеческих плодов, зачатых с помощью ROSI.
Поворотный момент в понимании потенциала технологии ROSI произошел в 2015 году, когда Танака и его коллеги сообщили об успешном рождении 14 плодов с помощью технологии ROSI, что вселило новую уверенность в ее клиническом применении и осуществимости. В настоящее время основное внимание в исследованиях ROSI уделяется аномалиям в эпигенетических модификациях и аномальной активации ооцитов, в то время как точная идентификация данных круглых сперматозоидов также является проблемой. Эффективность разработки эмбрионов ROSI у мышей уже очень высока в нашей лаборатории, которая аналогична другим лабораториям.
Тем не менее, эффективность развития негрызунов, таких как люди, все еще очень нова. В будущем мы сосредоточимся на повышении эффективности развития негрызунов. Для начала введите внутрибрюшинно самке мыши в возрасте от 6 до 8 недель 7,5 международных единиц гонадотропина сыворотки крови беременной кобылы в 17:00 и хорионического гонадотропина человека через 48 часов.
Убедитесь, что после инъекции не происходит контакта с самцами мышей. Усыпив мышь, вскройте ее брюшную полость. С помощью ножниц разрежьте маточные трубы рядом с обоими яичниками и поместите их в буфер М2, предварительно нагретый до 37 градусов Цельсия.
Под объективом 10X вертикального микроскопа найдите прозрачную, увеличенную часть фаллопиевой трубы. Затем с помощью одномиллилитрового шприца обезопасьте маточную трубу, разрежьте увеличенную часть, и соберите из ооцитов корональные кучевые комплексы. Чтобы удалить гранулезные клетки, поместите комплекс ооцитов в предварительно подогретый М2 операционный раствор, содержащий 0,1% гиалуронидазы, и осторожно продуйте через пероральную пипетку.
Перенесите ооцит последовательно в капли KSOMaa, чтобы промыть три раза, и поместите в инкубатор с температурой 37 градусов Цельсия с 5% углекислым газом. Для начала приобретите усыпленного самца мыши C57BL/6 в возрасте от 8 до 10 недель. Вскройте его брюшную полость и аккуратно иссеките ножницами придаток яичка возле яичка.
Поместите чашку с придатками яичек в среду M2 под объектив вертикального микроскопа с 10-кратным увеличением. И с помощью одномиллилитрового шприца аккуратно иссеките придаток яичка, чтобы сперматозоиды вытекли. Сифоньте стекающие сперматозоиды в суспензии на дно пробирки, содержащей 0,5 миллилитра М2-буфера.
Для выделения округлых сперматид перенесите рассеченное яичко в буфер М2. С помощью шприца объемом в один миллилитр аккуратно разрежьте белую мембрану под микроскопом, а затем отожмите и иссеките извитые семенные канальцы. После извлечения суспензии профильтровать с помощью сита с ячейками 400 меш и центрифугировать отфильтрованные ячейки.
Выбросьте надосадочную жидкость и инкубируйте клетки с 200 микролитрами Hoechst 33342 при температуре 37 градусов Цельсия в течение 10 минут. Поместите цитометрическую трубку, содержащую окрашенные клетки, в проточный цитометр. После регулировки напряжения выберите популяцию ячеек на основе прямого и бокового рассеяния.
Затем удалите спайки клеток в соответствии с прямым рассеянием и длительностью импульса запуска. Используя два канала детектирования под лазером с длиной волны 355 нанометров, отсортируйте круглые сперматиды и сохраните их при температуре четыре градуса Цельсия. Под микроскопом круглые сперматиды мыши имели диаметр около 10 микрометров и демонстрировали выпячивающуюся ядрышковую структуру посередине.
Для начала получите ооциты и круглые сперматиды от мышей. Затем подготовьте удерживающие и инъекционные иглы соответствующего диаметра. Поместите ооциты в капли M2 объемом 10 микролитров с цитохалазином B или без него для размягчения и хранения гамет.
Затем поместите круглые капли сперматид M2 и установите операционную чашку на микроскопический операционный стол. Отрегулируйте положение инъекции и зафиксируйте иглу. Используя поливинилпирролидон или ПВП, смочите и очистите иглу для инъекций.
Далее извлеките круглую сперматиду в иглу для инъекций. Поверните ооцит с помощью удерживающей иглы, чтобы сориентировать полярное тело ооцита в положении «12 часов». Затем осторожно поместите иглу для инъекции в положение «три часа» на ооците.
С помощью аппарата PiezoXpert создайте отверстие в пеллюцидной зоне ооцитов. Затем осторожно введите инъекционную иглу в ооцит горизонтально и разорвите ооцитную оболочку. Постепенно вводите круглую сперматиду в цитоплазму ооцита.
Извлеките иглу для инъекции и аспирируйте небольшое количество оболочки ооцитов рядом с отверстием, чтобы запечатать ее. Для интрацитоплазматической инъекции сперматозоидов поместите сперматозоиды на взлетно-посадочную полосу PVP. Отсадите сперматозоиды из хвоста и расположите его шейку у устья инъекционной иглы.
Нанесите пьезо, чтобы отделить головку сперматозоида от хвоста. Затем введите сперматозоид в ооцит, как было показано ранее, с помощью инъекционной иглы диаметром от 9 до 10 микрометров. Для вспомогательной активации ооцитов поместите ооциты в капли объемом 20 микролитров среды CZB, не содержащей кальция и магния, содержащей гексагидрат хлорида стронция.
Затем перенесите их в культуральную среду KSOMaa для выращивания. Одновременно создать группу для активации партеногенеза без введения круглых сперматид или сперматозоидов для эмбриологических исследований. После активации переложите в культуральную среду КСОМаа для культивирования.
Круглые эмбрионы, введенные сперматидами, показали меньшую эффективность развития по сравнению с эмбрионами, введенными интрацитоплазматическими сперматозоидами.
В этой статье представлен метод выполнения инъекции круглых сперматидов (ROSI) у мышей, направленный на улучшение эффективности эмбрионального развития. Техника имеет потенциальные клинические применения для решения необструктивной азоспермии.
Round spermatid injection (ROSI) enables the generation of viable embryos from haploid precursor cells, providing a unique tool for dissecting mechanisms of fertilization and early embryonic development. This technique is strategically positioned to accelerate mouse model generation and facilitate the production of genetically modified lines, directly impacting preclinical research pipelines. Despite its promise, ROSI's translational value is currently limited by low efficiency and unresolved safety validation, underscoring the need for rigorous mechanistic de-risking before broader adoption.
ROSI is positioned at the intersection of early discovery and preclinical model generation, enabling rapid hypothesis testing and functional validation in vivo.