Summary

Cultura e Co-Culture of Mouse ovários e folículos ovarianos

Published: March 17, 2015
doi:

Summary

Este protocolo descreve a cultura primária / co-cultura de tecido ovariano rato, usando ovários de camundongos recém-nascidos e folículos ovarianos individuais de ratos pré-púberes. As técnicas de cultura de suportar o desenvolvimento de uma forma altamente fisiológico, que permita a investigação do efeito de agentes extrínsecos no ovário, e das interacções entre os folículos do ovário.

Abstract

O ovário mamífero é composto dos folículos ováricos, cada folículo consistindo de um único oócito rodeado por células da granulosa somáticas, em conjunto fechado dentro de uma membrana basal. A piscina finito de folículos é estabelecido durante o desenvolvimento embrionário, quando oócitos em parada meiotic formar uma estreita associação com células da granulosa achatadas, formando folículos primordiais. Por ou logo após o nascimento, os ovários de mamíferos contêm oferta de seu tempo de vida de folículos primordiais, a partir do qual o ponto em diante, há uma liberação constante de folículos no crescente piscina folicular.

O ovário é particularmente sensível para o desenvolvimento in vitro, com folículos em crescimento de uma forma altamente fisiológica em cultura. Este trabalho descreve a cultura de ovários neonatais inteiras contendo folículos primordiais, ea cultura de folículos ovarianos individuais, um método que pode apoiar o desenvolvimento de folículos de um imaturo até o preovufase de Regulamentação, após o que os oócitos são capazes de sofrer a fertilização in vitro. O trabalho descrito aqui utiliza sistemas de cultura para determinar a forma como o ovário é afectada pela exposição a compostos externos. Nós também descrevem um sistema de co-cultura, que permite a investigação das interações que ocorrem entre os folículos em crescimento e não-crescente grupo de folículos primordiais.

Introduction

O ovário mamífero é composta de suprimento vitalício de uma fêmea de oócitos, cada contido dentro de um folículo ovariano. Os folículos são formadas antes do nascimento no repouso, a fase primordial: uma vez que a piscina folículo é estabelecida, há um movimento contínuo e gradual dos folículos do primordial para o pool de folículos em crescimento. Como folículos começam a crescer, eles desenvolvem através dos estágios primários, secundários, pré-antrais e antrais, até chegar ao pré-ovulatório, ou de Graaf, estágio. Somente oócitos de folículos pré-ovulatórios tem competência para o desenvolvimento integral, capaz de suportar o desenvolvimento embrionário a prazo, se fertilizado.

O ovário tem sido conhecido para o desenvolvimento de uma forma altamente fisiológica in vitro. Este é provavelmente devido a cada folículo ovariano contendo no seu interior as células necessárias para apoiar um ovócito desde a fase imatura (em que ponto ele é incapaz de completar sua divisão meiótica) até tele estágio developmentally competente (em que ponto ele pode apoiar plenamente a conclusão da meiose, a fertilização e no desenvolvimento do embrião resultante de prazo).

A natureza fisiológica do desenvolvimento do ovário in vitro conduziu à ampla utilização de técnicas de cultura de ovário. Por conseguinte, em métodos in vitro têm sido utilizados para investigar a regulação do desenvolvimento dos ovários, do ovário patologia (por exemplo, que de síndrome do ovário policístico, SOP), o exame dos ovários como / ovócitos são afectadas pela exposição aos produtos químicos, e também com o objectivo de prático obtenção de oócitos de folículos ovarianos fertilizável primordiais. Até à data, este último foi conseguido apenas usando tecido ovariano 1 do mouse, embora as técnicas de cultura utilizando os folículos de grandes mamíferos, incluindo humanos, têm melhorado muito nos últimos anos 2,3.

Descrevemos aqui vários métodos de cultura utilizando tecido ovariano mouse. O primeiro metod usa inteiros ovários neonatais do rato, e apoia a formação e desenvolvimento precoce de folículos primordiais 4. O segundo sistema suporta o crescimento de folículos ovarianos individuais, intactas do pré-antral tarde para a fase pré-ovulatória; usando esta técnica, os folículos podem ser cultivadas individualmente, ou em pares 5,6. Finalmente, descreve-se um sistema de co-cultura, combinando as duas primeiras técnicas em um método que permite a investigação das interacções entre crescimento e folículos primordiais 7.

Cultura de folículos ovarianos intactas individuais permite o crescimento do folículo a ser determinado a partir de medições do folículo diários durante o período de cultivo, enquanto a análise meio permite investigação do folículo / produção de hormônios do ovário. Outras análises de tecidos pode ser conseguida por um conjunto de folículos do ovário ou tecido no final da cultura, para análises histológicas / imuno-histológicos ou para processamento posterior, por exemplo, para se obtermRNA ou proteínas.

Protocol

Todo o trabalho animal foi realizada em conformidade com as diretrizes institucionais sob licença pela UK Home Office (número de licença do projeto PPL 60/1726 e 60/4026). Nota: os animais da casa, de acordo com os requisitos legais do Reino Unido em uma luz 14 horas e 10 horas de fotoperíodo escuro. Realizam experimentos com animais utilizando ratinhos C57BL6J tipo selvagem, ratos Tau-GFP que têm expressão ubíqua da proteína fluorescente verde (GFP), 8, e ratinhos Thy1-YFP com expressão ocasional de proteína fluorescente amarela (YFP) em um subconjunto de células neuronais 9: tanto linhagens transgênicas foram criados em um fundo C57Bl6J. 1. Condições de Trabalho e Preparação de Instrumentos Realiza toda a preparação de meios, a dissecção de tecidos, e trabalho de cultura numa câmara de fluxo laminar, para assegurar esterilidade: isto evita a necessidade da adição de antibióticos para meios. Sempre permitir mídia / placas de cultura / pratos de embrião para equilibrardurante pelo menos 1 hora, num forno de 37 ° C (meio de dissecção / pratos de embriões) ou 37 ° C, 5% de CO2 (meio de cultura e as placas), antes de ser utilizado. Mergulhe pipetas de vidro em solução 0,1% de albumina de soro bovino (BSA) por cerca de uma hora, e depois deixar secar. Puxe pipetas na chama de um bico de Bunsen, dobrando o vidro como você faz isso, para produzir finamente desenhadas pipetas de vidro curvo. Após a pipeta é puxado, fazer um corte limpo com um cortador de vidro. Forno esterilizar a 160 ° C durante cerca de 45 min. NOTA: A loja destas pipetas de vidro que serão necessários para transferir ovários e folículos. 2. Preparação de Dissecção e Meios de Cultura Prepare Dissection Medium. Dissolve-se 3 mg / ml de BSA em meio de Leibowitz L15 e através de um filtro de esterilização de 0,2 mm de poro, filtro 25 mm de diâmetro. Neonatal Cultura Ovário. Para preparar o meio de cultura ovário neonatal, fazer 1 ml de meio para each ovário que serão cultivadas. Dissolve-se 3 mg / ml de BSA em Minimal Essencial-α Meios (aMEM) e através de um filtro de esterilização de 0,2 mm de poro, filtro 13 mm de diâmetro para um tubo estéril. Para preparar as placas para cultura ovário neonatal, adicionar 1 ml de meio de cultura neonatal ovário para cada poço (um ovário por poço) de uma placa de 24 poços. Utilizando uma pinça relojoeiro estéreis, coloque uma membrana de policarbonato em cima do meio em cada superfície bem, brilhante para cima. UV esterilizar membranas antes do uso. Cultura folículo. Para preparar o meio de cultura folicular, Meios suplemento α-Mínimo Essencial com 1 UI / ml de hormona folículo recombinante humano estimulador, 5 ug / ml de ácido ascórbico e 5% v / v de soro obtidas a partir de ratinhos fêmea adultos. Filtrar através de uma esterilização de poro 0,2, filtro 13 mm de diâmetro para um tubo estéril. Filtrar esterilizar o óleo de silicone através de um filtro de diâmetro de poro de 0,45 um, 25 mm, para um tubo estéril. Para preparar plates, coloque 30 gotas ul de folículo meio de cultura em cada poço de uma cultura de não-tecido tratado de 96 poços de microtitulação round-bem placa, usando apenas a linha superior de cada placa (para permitir que os folículos para ser transferidos para novas linhas a cada dia mais de o período de cultura). Cuidadosamente sobrepor médio com 70 l de óleo de silicone esterilizados, para evitar a evaporação média. Folículo-ovário Co-cultura. Prepare meio de co-cultura folículo do ovário como para a cultura do folículo na etapa 2.3.1 acima, tornando-se 1 ml de meio para cada co-cultura folículo do ovário sendo configurado. Para preparar as placas, adicionar 1 ml de meio para cada poço de uma placa de 24 poços. Utilizando fórceps de relojoeiro estéreis, colocar uma membrana Nucleopore no topo do meio em cada superfície bem, brilhante para cima. UV esterilizar membranas antes do uso. 3. Neonatal Ovário Dissecção e Cultura Coloque 1 ml de meio de dissecção em cada estéril prato embrião vidro. <li> Cull filhotes de rato recém-nascidos com idade entre 0 e pós-natal dia 5, abate por decapitação acordo com os regulamentos UK Home Office. Agarrar a pele que cobre a parede abdominal usando um par de fórceps de dissecação fina e fazer uma grande incisão na parede do corpo e pele. Abra a incisão para que todo o abdômen está exposto. A bexiga é geralmente ingurgitadas nesta fase e pode ser perfurada para tornar mais fácil a dissecção. Mova as tripas para fora do caminho usando uma pinça de relojoeiro. Seguir os cornos uterinos da bexiga até o rim de cada lado. O ovário está localizada logo abaixo do rim, na parte superior do útero e aparece como uma estrutura de nuvem sob um microscópio de dissecação. Segure o ovário delicadamente com uma pinça de relojoeiro, e usar a tesoura para cortar o seu apego ao útero. Transferir o par de ovários em placas contendo meio de dissecação de embriões pré-aquecido. Realizar dissecção multa de ovários sob um microscópio de dissecação em um sta aquecidage (37 ° C). Use agulhas de insulina para aparar o saco bursal e qualquer excesso de material, incluindo a trompa de Falópio, até que apenas o ovário permanece. Transferir cada ovário dentro do poço de uma placa de cultura preparada no passo 2.2.2, utilizando uma pipeta de vidro curvo finamente desenhadas, um ovário no topo de cada uma das membranas (ver Figura 1A). Cultura em uma temperatura de 37 ° C, 5% de CO2. Mudar a forma cada segundo dia. Usar uma pipeta para trocar 50% do meio em cada poço para pré-gaseados meio fresco: colocar a ponta da pipeta na borda da cavidade de forma a evitar a perturbação da membrana. Manter culturas para até 6 dias. No final da cultura, congelar médio e fixar ou congelar ovários após uma breve lavagem em PBS, como requerido. Corrigir ovários em fixador de Bouin por 90 min para análise histológica, ou em 10% de formalina tamponada neutra por 90 min para análise imuno. Encaixar congelar ovários, colocando em tecidoum tubo de polipropileno, colocando o tubo em gelo seco durante 5-10 minutos antes de congelar a -70 ° C para subsequente proteína ou extracção de ARNm. 4. Folículo Dissecção e Cultura Cull 19-23 dias de idade, os ratinhos do sexo feminino e isolar os ovários. Molhar a pele com etanol 70% antes de fazer qualquer incisões. Aperte a pele usando uma pinça terminou sem corte e fazer uma grande incisão no abdômen com tesouras de dissecação, que penetra através da pele e da parede do corpo. Mova o intestino para fora do caminho, utilizando um conjunto mais fino de instrumentos de dissecção e localize o útero. Seguir o útero até o ovário, que está localizado abaixo do rim de cada lado. Delicadamente, agarrando o ovário usando um par de fórceps relojoeiro, cortar o apego ovários para o útero com tesouras de dissecação finas. Evite coletando muito da camada de gordura de ovário. Recolha os ovários e transferir para um pratos embrião contendo meio de dissecção pré-aquecido. Remover a bolsa ovárica usando agulhas de insulina para aparar o saco bursal e qualquer excesso de material, incluindo a trompa de Falópio, até que apenas o ovário permanece. Cerca de reduzir pela metade a cada ovário usando agulhas de insulina. Transferir cuidadosamente cada ovário-metade em um vidro de relógio individual contendo 1 ml de meio de dissecção. Cobrir cada vidro de relógio com uma lâmina de vidro para evitar a evaporação do meio e para assegurar a esterilidade. Vidros de relógio da loja contêm metades de ovário num forno de 37 ° C até ser necessário, mas realizar o passo seguinte dissecção o mais rapidamente possível. Descartar tecido armazenado nesta forma durante mais de uma hora. Transferência de vidro de relógio contendo uma metade de uma fase de ovário microscópio aquecida a 37 ° C numa câmara de fluxo laminar. Aproximadamente dissecar ovário em pedaços grandes, utilizando duas agulhas de insulina, a fim de identificar folículos pré-antrais final como se segue: estes irão conter 2-3 camadas de células da granulosa e ter um diâmetro de cerca de 180-200 mm. Dissecar manualmente qualquer ifolículos dentified usando uma agulha de insulina e um 30 x 0,25 milímetros agulha de acupuntura que tem sido assegurado em um suporte de agulha. Tenha cuidado para remover a maior parte do estroma circundante, mas não danificar a lâmina basal de folículos (ver Figura 1B). Use uma pipeta de vidro curvo finamente desenhado para transferir cuidadosamente folículos dissecados em um vidro de relógio coleta contendo meio de dissecção pré-aquecido. Tenha cuidado para manter os folículos dentro da seção de calibre fino de pipeta para evitar a perda de folículos. Folículos medir com precisão usando uma retícula ocular calibrado montado em um microscópio de dissecação. Selecione os folículos para a cultura só se eles medem 190 ± 10 mm de diâmetro. Além disso, selecionar apenas folículos esféricas saudáveis ​​para a cultura; estes serão translúcido, sem áreas atréticos escuros, e ter uma lâmina basal intacta, juntamente com alguns tecidos thecal anexado: descartar qualquer folículos que não se encaixam nessa descrição. Um rendimento de entre 10-15 folículos por ovário é bom. Usar uma pipeta de vidro curvo finamente desenhadas para transferir um único folículo para dentro do poço de uma placa composta como no passo 2.3.3 supra. Cuidadosamente coloque o folículo no fundo do poço (e não na camada superior de óleo). Cultura em uma temperatura de 37 ° C, 5% de CO2. Folículos de cultura para até 6 dias, movendo-se folículos em um meio fresco bem contendo todos os dias. Preparar a próxima linha na placa de 96 poços como na preparação de placa no passo 2.3.3 supra. Retorno placa à incubadora durante pelo menos uma hora, para permitir o equilíbrio. Transferir folículos em poços frescas de meio, usando uma pipeta de vidro finamente desenhado. Se em qualquer ponto na cultura folículos são para ser deixado durante dois dias antes de se mudar para meio fresco, colocar cada folículo em um mínimo de 60 ul (em vez de 30 uL) de gotas de meio de cultura folículo. Para a coleta de dados sobre o crescimento do folículo, medir folículos diariamente, usando um eyepiece retícula colocada num microscópio de dissecação. A camada de óleo irá distorcer medições do diâmetro do folículo, por isso o trabalho fora do coeficiente de calibração para o set-up. No final da cultura, congelar médio e fixar ou congelar tecido para análise subsequente, tal como no passo 3.10 acima. Folículo-folículo Co-cultura. Cultura dois folículos juntos, para investigar as interações entre folículos. Cultura tal como acima, mas colocar dois folículos lado-a-lado, em contacto, em um poço. Coloque 100 ul de gotas de meio de cultura folículo em cada poço de uma cultura não-tecido tratado com 96 poços de microtitulação de placa plana poços, sobrepondo meio com 100 ul de óleo de silicone esterilizados. Não transferir folículos em poços frescos como no passo 4.13 acima, mas em vez disso utilizar uma ponta fina em gel de 50% de mudar o meio todos os outros dias. A fim de identificar origens de tecidos dentro da co-cultura, co-cultura de folículos de cada um de uma fonte diferente genético, por exemplo one do ovário de um ratinho de tipo selvagem, e o outro a partir do ovário de um rato com expressão ubíqua de GFP. Se utilizando GFP ou tecido YFP, minimizar a exposição do tecido a luz tanto quanto possível, durante a cultura, e através dos passos de fixação / processamento subsequentes. NOTA: É normal que os dois folículos a crescer juntos em uma única unidade, "duas folículo '(ver Figura 1C). 5. Folículo-Ovário co-culturas Dissecar ovários e folículos fora como nos pontos 3 e 4 acima. Coloque um ovário neonatal no topo de uma membrana, numa placa preparado como no passo 2.4.2 supra. Cuidadosamente coloque um único folículo em contacto com um pólo do ovário neonatal, utilizando uma pipeta de vidro curvo finamente desenhadas. Cultura em uma temperatura de 37 ° C, 5% de CO2 durante até 5 dias. A fim de distinguir entre o tecido de origem dentro da co-cultura, use ovários e folículos de dois diferentes, de modources, por exemplo, um de um rato do tipo selvagem, e um de um rato com expressão ubíqua da GFP. Substituir 500 ul de meio por dia como no passo 3.8 acima, mas utilizando um meio de cultura folículo. Durante a co-cultura, o folículo frequentemente torna-se encapsulada pelo ovário (Figura 1D). No final da cultura, congelar médio e fixar ou congelar tecido para análise subsequente, tal como no passo 3.10 acima. 6. Fixação, Immunocytochemistry e imagem de tecido cultivado No final da cultura, lavar o tecido em PBS e transferir para 100 ul (folículo) ou 1 ml (ovário) de 10% de formalina tamponada neutra, e fixar durante 1 h em gelo. Mover através de 3 lavagens de 1x PBS a 4 ° C. Para imunocitoquímica, em folículos, a transferência entre 96 cavidades de uma placa de microtitulação de poços rodada poços, utilizando uma pipeta de vidro curvo finamente desenhadas, com cada poço contendo diferentes lavagens ou tratamentos. Para immunocytochemistry em Ovaries (ou ovário folículo-co-culturas), incorporar em 4% em gel de agarose e seção em 50 mm usando um vibrotome. Secções de flutuador nos poços de uma placa de 24 poços para aplicar lavagens ou tratamentos, a remoção com uma pipeta. Para imagem: transferir seções de agarose para lâminas de vidro planas e montar com meio de montagem; ou folículos de transferência (ou complexos folículo-folículo) para lâminas de vidro da cavidade e montar com que não endureça meio de montagem. Espécimes de imagem usando um microscópio confocal.

Representative Results

A Figura 1 mostra imagens de folículos dos ovários e no início de, e durante, os procedimentos de cultura. A Figura 2 mostra resultados representativos de ovários neonatais (aqui, ovários de filhotes recém-nascidos) expostas a substâncias tóxicas reprodutivas durante a cultura. Ovários neonatais foram cultivadas durante 6 dias, e expostos a um medicamento de quimioterapia, cisplatina ou doxorrubicina, no dia 2 de cultura. No final da cultura, os ovários foram fixadas e processadas para histologia e dos ovários, em seguida, examinado para determinar o número de folículos saudáveis ​​e doentes 4. Alternativamente, uma avaliação mais rápida dos folículos em crescimento iniciais podem ser obtidos a partir da cultura de fragmentos ovarianos, usando ovários de um ratinho que expressam um marcador fluorescente específica do oócito 10. Durante a cultura de folículos individuais, o crescimento folicular pode ser facilmente determinada por medições diárias durante o cultura período. A Figura 3 mostra resultados representativos do crescimento de folículos cultivados na presença ou na ausência de hormonas gonadotrofinas hormona folículo-estimulante (FSH) e hormona luteinizante (LH) 5. Folículo-folículo do ovário ou folículo-co-cultura pode ser usado para investigar interacções entre folículos. Dependendo do tecido e de processamento de imagens podem ser obtidas utilizando de campo brilhante, ou microscopia confocal de fluorescência. A Figura 4 mostra resultados representativos de imagens a partir de tais co-culturas, ao exame dos diferentes tipos de células envolvidas na comunicação folículo-folículo, incluindo células endoteliais e células neuronais 7. Figura 1: (A) Fotomicrograf ia de um ovário neonatal obtido a partir de um rato no dia do nascimento, colocado sobre uma membrana de policarbonato. (B) Fotomicrografia de recém-dissecados folículo ovárico saudável, com a maior parte do tecido do estroma circundante dissecado. (C) Fotomicrografias de co-cultura de dois folículos ovarianos ao longo dos três primeiros dias de cultura, mostrando o contato mais próximo que se desenvolve entre os dois folículos como a cultura rendimentos (IC: primeiro dia da cultura; Cii: segundo dia da cultura; CIII : terceiro dia de cultura). Reproduzido de Spears et al. 11 (D) Fotomicrografia de co-cultivadas folículo pré-antral e ovário neonatal após dois dias de cultura. A imagem mostra o folículo fique encapsulada pelo ovário. Seta mostra folículo pré-antral. Imagem de Dr Federica Lopes. Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura. gura 2 "src =" / files / ftp_upload / 52458 / 52458fig2.jpg "/> Figura 2: Efeito das drogas de quimioterapia cisplatina e doxorrubicina em ovários cultivadas neonatais cisplatina e doxorrubicina tanto levar a perda da saúde do folículo e uma redução no número de folículos.. (A) A cisplatina; (B) A doxorrubicina: (i) Percentagem de folículos insalubres (claros); e (ii) o número total de folículos (sombreado) em cada ovário. Bares denotar média + EPM; n = 5 para todos os grupos, estrelas denotam diferenças significativas em relação ao controlo (* p <0,05, ** p <0,01, *** p <0,001). Reproduzido de Morgan et al. 4 Figura 3: Crescimento. Taxas de folículos expostas a diferentes ambientes de gonadotrofinas Os valores são média ± SEM (n ≥16 para cada grupo). A seta indica o início da antraformação l em todos os grupos de gonadotrofinas. Reproduzido de Murray et al. 5 Figura 4: Imagens de folículo-foliculares e ovário folículo-co-culturas, mostrando interações folículo-foliculares (A) micrografia confocal de uma proteína verde fluorescente (GFP) folículo e uma do tipo selvagem (WT) folículo após co-cultura (. expressão GFP mostrado aqui em branco), com os processos a partir do folículo GFP mostrado que se estende sobre o folículo WT. (B) Corte transversal através de uma complexa / folículo WT GFP após a co-cultura, que mostra que os processos de GFP (verde) a partir do folículo lie adjacente ao lado da lâmina basal do folículo WT. (C) Neonatal WT ovário seguinte cultura com um folículo, mostrando que as células GFP e processos celulares (verde) expressando GFP pré-antral migraramatravés da interstitum ovário do ovário neonatal. (D) GFP / folículo WT complexo contendo células endoteliais, mostrado pela expressão de CD31 endotelial marcador de célula (vermelho). (E) GFP complexo folículo / WT contendo células neuronais, mostrado pela expressão do marcador neuronal beta tubulina III (veja aqui como vermelho, amarelo ou como se duplamente marcada com GFP, verde). Complexo folículo (F) YFP / WT, onde YFP refere-se à hormona folículo de um ratinho Thy1-YFP que tem expressão ocasional de proteína fluorescente amarela (YFP: amarelo) em um subconjunto de células neuronais 9, que mostra que os neurónios se estendem a partir do folículo YFP. Barras de 50 um (A, B, D), 100 um (C, E, F), 100 um (inserção em A), 10 um (inserção em C), 15 um (inserção em D). Reproduzido de Campbell et al. 7 Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Discussion

Descrevemos aqui vários sistemas de cultura que podem ser utilizados para apoiar o desenvolvimento de folículos ovarianos do rato in vitro, usando ovários neonatais inteiras contendo apenas os estágios mais adiantados do folículo, folículos ovarianos pré-antrais individuais e também co-culturas dos dois tecidos.

Cultura de ovários neonatal mouse suporta desenvolvimento ovariano cedo, a iniciação crescimento particularmente folículo até o estágio de folículo secundário. A gama de idades de camundongos recém-nascidos podem ser usados ​​para estas culturas, em função das fases de desenvolvimento de interesse. Se os ovários são obtidos a partir de camundongos recém-nascidos, a formação do folículo será em andamento, mas ainda não completa: cultura apoiará pelo menos parcialmente, a formação do folículo contínuo seguido de crescimento do folículo. Alternativamente, a utilização de ovários de ratos cerca de quatro a cinco dias de idade (por formação de folículos tempo que é já completos) resulta em cultura de um maior número de folli primordial e crescentegos 12. Aspectos benéficos do método específico descrito aqui incluem o uso de membranas de policarbonato flutuantes que permitem uma maior oxigenação do tecido, e cultura num meio básico que consiste em apenas aMEM e BSA, evitando o uso de aditivos não definidos, tais como soro. Cultura de todo ovários não parece apoiar o desenvolvimento para além do estágio de folículo secundário, com posterior desenvolvimento que exige uma mudança de técnica, como a dissecação de complexos celulares folículo-granulosa do ovário neonatal culta 1.

Fases posteriores do desenvolvimento folicular pode ser desenvolvido in vitro, dissecou-se para fora indivíduo, folículos pré-antrais final intactas, que podem ser cultivados para a fase pré-ovulatória em cultura, mantendo a sua estrutura tridimensional. O uso de folículos intactos para esta técnica de cultura mantém a relação entre os diferentes componentes foliculares como ocorre in vivo. This sistema de cultura pode ser usado para obter oócitos que podem suportar a fertilização e subsequente desenvolvimento embrionário.

Oócitos fertilizável também pode ser obtido a partir de ovários de ratinho neonatal, utilizando um protocolo de cultura inicial muito como aqui descrito, seguida por uma segunda fase durante a qual os complexos oócito-granulosa são cultivadas in vitro 1. Outros sistemas utilizados com bastante frequência hoje incluem a cultura de folículos do ovário ou do tecido que tenha sido encapsuladas num material de hidrogel de alginato, tais como, para fornecer suporte (ver, por exemplo, Tagler et ai. 13). Grande parte do foco de desenvolvimento do método agora é para melhorar as técnicas de cultivo para os ovários e folículos dos mamíferos maiores, com o objectivo a longo prazo de obtenção de oócitos fertilizável de folículos primordiais de uma variedade de espécies, incluindo humanos.

Em qualquer dado momento, os folículos dos ovários de mamíferos contêm em uma gama de fases de desenvolvimento, com interactions entre folículos que afectam a sua regulação. Este aspecto da função ovariana é mal compreendido e difícil de examinar in vivo. O último método descrito aqui usa sistemas de co-cultura para apoiar o desenvolvimento de diferentes estágios de folículos in vitro. Se necessário, um ou ambos os tecidos podem ser pré-tratadas in vivo ou in vitro antes da co-cultura. Sistemas de co-cultura como este oferecem uma maneira ideal para examinar as interações folículo-foliculares, por exemplo, como crescimento, folículos antrais afetar o pool de folículos primordiais, aspectos da biologia do ovário que provaram difícil examinar até agora.

Técnicas de cultura de ovário integrais são bastante simples, embora dissecção cuidadosa é necessária para evitar danos nos tecidos acidental. Dissecção de folículos individuais é uma técnica especializada, exigindo a prática repetida antes de folículos na fase certa pode ser dissecado para fora do ovário intacto e sem danos. É críticodissecar folículos individuais cuidadosamente, ou danos sofridos durante o protocolo de dissecção pode resultar em morte folículo durante o período de cultura subseqüente. Onde folículos são colocados directamente para dentro do poço de placas de microtitulação, é importante utilizar apenas plásticos de cultura de tecidos não tratados, para minimizar o plaqueamento de células da teca para baixo sobre os plásticos se utensílios de plástico tratados de cultura de tecidos é usado, os folículos vai anexar ao base do poço e ruptura à medida que crescem. Para todo o trabalho de co-cultura, os tecidos devem ser colocados directamente em contacto uns com os outros.

A forma detalhada acima para utilização na técnica de cultura de folículo inclui a adição de soro de ratinho. É possível substituir o soro do rato com soro bovino fetal, mas apenas lotes ocasionais de tais soros vai apoiar plenamente o desenvolvimento do folículo para a fase pré-ovulatória, com lotes de teste necessária para identificar fontes adequadas. Batch-teste de FSH também é aconselhável, como a Uni Internacionalts, através da qual a FSH é avaliada correlato apenas grosseiramente para o crescimento folicular in vitro. Se a ruptura do folículo ocorre rotineiramente durante o período de cultivo, considere a substituição de ácido ascórbico estoque por um novo lote.

As técnicas não requerem equipamento especializado particularmente com excepção de dissecção incubadoras e microscópios de cultura de tecidos, embora o uso de uma câmara de fluxo laminar e uma boa técnica estéril permitir que os folículos do ovário a ser cultivadas na ausência de antibióticos, como nos métodos descritos aqui. Isto pode ser útil, para evitar qualquer potencial efeito prejudicial dos antibióticos sobre os oócitos, particularmente se eles são para ser fertilizado seguinte cultura. Nos casos em que não é possível trabalhar num ambiente estéril, é aconselhável adicionar antibióticos para a dissecção e meios de cultura.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Work was funded by MRC grant G1002118.

Materials

Name of the Material/Equipment Company Catalog Number Comments/Description
Leibowitz L15 Invitrogen 11415049
αMEM Invitrogen 22571020 Supplied as sodium bicarbonate buffered (2200 mg/L)
Bovine serum albumin Sigma Aldrich A9418 For dissection medium
Bovine serum albumin Sigma Aldrich A3311 For culture medium
Bovine serum albumin Sigma Aldrich A2153 For coating glass pipettes
Mouse serum Collected from cardiac puncture
FSH Merck Serono Gonal F Batch testing is often necessary. Make up stock solution of 1IU/10µl in αMEM and store at -20°C.
Ascorbic acid Sigma Aldrich A4034 Make up stock of 5mg/ml in αMEM and store at -20°C.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            
Silicon oil VWR 630064V Dow Corning Silicone Fluid 200/50cS
Syringe filters (25mm, 0.2µm) Greiner 16532K Cellulose acetate filter: for filtering larger (> 5mls) volumes of medium.
Syringe filters (13mm, 0.2µm) Iwaki 3032-013 Cellulose acetate filter: for filtering smaller (< 5mls) volumes of medium
Syringe filters (25mm, 0.45µm) Iwaki 2053-025 Cellulose acetate filter: for filtering oil.
Sterile tubes Greiner 187261
24 well plate Greiner 662160
96 well round bottom plate Iwaki 3875-096 Use only non-tissue culture treated plates
96 well flat bottomed well Iwaki 3860-096 Use only non-tissue culture treated plates
Whatman nucleopore membranes Camlab WN/110414 Use shiny surface up, polycarbonate, 13mm diameter, 8.0µm pore size
Insulin needles BD medical supplies 037-7606 0.33mm (29G) +1ml
Glass embryo dishes VWR 720-0579 Sterilise then warm before use
Glass pipettes Fisher Scientific 10209381 BSA coated before use
Gel tips AlphaLabs LW1103
Acupuncture needles Acumedic LTD 30mmx0.25 Type C
Bouin’s fixative  Sigma Aldrich HT10132-1L
Formalin solution, neutral buffered, 10% Sigma Aldrich HT5014-120ml
1.5 ml polypropylene tubes Greiner BioOne 616201

References

  1. Brien, M. J., Pendola, F. L., Eppig, J. J. A revised protocol for in vitro development of mouse oocytes from primordial follicles dramatically improves their developmental competence. Biol. Reprod. 68 (5), 1682-1686 (2003).
  2. Fortune, J. E., Yang, M. Y., Muruvi, W. The earliest stages of follicle development: follicle formation and activation. Soc. Reprod. Fertil. Suppl. 67, 203-216 (2010).
  3. McLaughlin, M., Kinnell, H. L., Anderson, R. A., Telfer, E. E. Inhibition of phosphatase and tensin homologue (PTEN) in human ovary in vitro results in increased activation of primordial follicles but compromises development of growing follicles. Mol. Hum. Reprod. 20 (8), 736-744 (2014).
  4. Morgan, S., Lopes, F., Gourley, C., Anderson, R. A., Spears, N. Cisplatin and doxorubicin induce distinct mechanisms of ovarian follicle loss; imatinib provides selective protection only against cisplatin. PLoS One. 8 (7), e70117 (2013).
  5. Murray, A. A., et al. Follicular growth and oocyte competence in the in vitro cultured mouse follicle: effects of gonadotrophins and steroids. Mol Hum Reprod. 14 (2), 75-83 (2008).
  6. Baker, S. J., Srsen, V., Lapping, R., Spears, N. Combined effect of follicle-follicle interactions and declining follicle-stimulating hormone on murine follicle health in vitro. Biol. Reprod. 65 (4), 1304-1310 (2001).
  7. Campbell, L., Trendell, J., Spears, N. Identification of cells migrating from the thecal layer of ovarian follicles. Cell Tissue Res. 353 (1), 189-194 (2013).
  8. Pratt, T., Sharp, L., Nichols, J., Price, D. J., Mason, J. O. Embryonic stem cells and transgenic mice ubiquitously expressing a tau-tagged green fluorescent protein. Dev. Biol. 228 (1), 19-28 (2000).
  9. Feng, G., et al. Imaging neuronal subsets in transgenic mice expressing multiple spectral variants of GFP. Neuron. 28 (1), 41-51 (2000).
  10. Maiani, E., et al. Reply to: cisplatin-induced primordial follicle oocyte killing and loss of fertility are not prevented by imatinib. Nat. Med. 18 (8), 1172-1174 (2012).
  11. Spears, N., Bruin, d. r., Gosden, J. P., G, R. The establishment of follicular dominance in co-cultured mouse ovarian follicles. J. Reprod. Fertil. 106 (1), 1-6 (1996).
  12. Desmeules, P., Devine, P. J. Characterizing the ovotoxicity of cyclophosphamide metabolites on cultured mouse ovaries. Toxicol. Sc. 90 (2), 500-509 (2006).
  13. Tagler, D., et al. Promoting extracellular matrix remodelling via ascorbic acid enhances the survival of primary ovarian follicles encapsulated in alginate hydrogels. Biotechnol. Bioeng. 111 (7), 1417-1429 (2014).

Play Video

Cite This Article
Morgan, S., Campbell, L., Allison, V., Murray, A., Spears, N. Culture and Co-Culture of Mouse Ovaries and Ovarian Follicles. J. Vis. Exp. (97), e52458, doi:10.3791/52458 (2015).

View Video