استخراج وتوسيم وتنقية الخلايا الخاصة بالنسب من الجريبات الغارية البشرية
Summary
هنا ، نقدم بروتوكولات لتحديد وتنقية خلايا المبيض من بصيلات الغار. نوضح طرق معالجة المبايض الكاملة للحفظ بالتبريد للشرائط القشرية مع حصاد البصيلات الغارية السليمة التي يتم معالجتها إنزيميا لتحرير أنواع متعددة من الخلايا المقيمة في البصيلات ، بما في ذلك الخلايا الحبيبية ، والثيكا ، والبطانة ، المكونة للدم ، والخلايا اللحمية.
Abstract
يعد تنشيط البويضات ونموها وتطورها ونضجها عملية معقدة يتم تنسيقها ليس فقط بين أنواع متعددة من خلايا المبيض ولكن أيضا عبر نقاط تحكم متعددة داخل دائرة المهاد / الغدة النخامية / المبيض. داخل المبيض ، تنمو أنواع متعددة من الخلايا المتخصصة في ارتباط وثيق مع البويضة داخل جريبات المبيض. تم وصف بيولوجيا هذه الخلايا بشكل جيد في المراحل اللاحقة ، عندما يتم استردادها بسهولة كمنتجات ثانوية للعلاجات الإنجابية المساعدة. ومع ذلك ، فإن التحليل المتعمق للجريبات الغارية الصغيرة المعزولة مباشرة من المبيض لا يتم إجراؤه بشكل شائع بسبب ندرة أنسجة المبيض البشري ومحدودية الوصول إلى المبيض في المرضى الذين يخضعون للعلاج الإنجابي المساعد.
تتيح طرق معالجة المبايض الكاملة للحفظ بالتبريد للشرائط القشرية مع التحديد / العزل المتزامن للخلايا المقيمة في المبيض إجراء تحليل عالي الدقة للمراحل المبكرة من تطور الجريب الغاري. نوضح بروتوكولات لعزل أنواع الخلايا المنفصلة عن طريق معالجة الجريبات الغارية إنزيميا وفصل الخلايا الحبيبية والثيكا والبطانية والمكونة للدم واللحمية. يتيح عزل الخلايا عن الجريبات الغارية بأحجام ومراحل نمو مختلفة التحليل الشامل للآليات الخلوية والجزيئية التي تدفع نمو البصيلات وفسيولوجيا المبيض ويوفر مصدرا للخلايا القابلة للحياة التي يمكن زراعتها في المختبر لتلخيص البيئة المكروية للجريب.
Introduction
العناصر الوظيفية الأساسية للمبيض البشري هي البصيلات التي تحكم نمو وتطور البويضات. تم وضع بروتوكولات عزل الخلايا المسامية بشكل جيد في سياق الإخصاب في المختبر ، ولكنها مناسبة فقط لجمع الخلايا من بصيلات اللوتين عند نقطة استرجاع البويضة1. لقد طورنا بروتوكولا يتيح عزل مجموعات الخلايا المنفصلة من الجريبات الغارية في مراحل النمو المختلفة التي تنشأ من المبايض الأصلية أو أنسجة المبيض المزروعةبالأجانب 2. على الرغم من وجود إجماع على أن مساهمات الخلايا المقيمة في الجريب في زراعة البويضة مهمة للغاية ، إلا أن القليل من الدراسات قد حددت واستخرجت الأنواع الفرعية المظهرية الفريدة الموجودة في بصيلات المرحلة الغارية. إن الفهم الأعمق للتسلسل الهرمي للتمايز ونقل الإشارات بين الخلايا المتخصصة خلال مراحل النمو المختلفة يمكن أن يوسع فهمنا لفسيولوجيا المبيض في ظل الظروف الاستتبابية والمرضية. علاوة على ذلك ، فإن التمييز بين الأنواع الفرعية الخلوية المنفصلة ومساهماتها الجزيئية في نمو / نضج الجريب قد يوفر وسيلة لتوليد بدائل خارج الجسم الحي تعيد بناء وظيفة المبيض لتعزيز نضوج البويضة و / أو علاج ضعف الغدد الصماء.
يساهم كل نوع فريد من الخلايا داخل المبيض في الوظيفة المعقدة للجريب ، والتي تعمل بشكل فعال كعضو صغير منفصل لتعزيز نمو ونضج البويضة التي تحتوي عليها. يتم تغليف البويضة ، وهي محور الجريب ، مباشرة بطبقة مستمرة من الخلايا الحبيبية (GCs) ، حيث تشكل خلايا الثيكا (TCs) طبقة ثانوية من الخلايا التي تتحد مع البويضة و GCs لتكوين الوحدة المسامية. على الرغم من تصنيفها إلى مجموعتين ، إلا أن GCs و TCs تحتوي على العديد من الأنواع الفرعية. يتم تصنيف GCs وفقا لموقعها داخل المسام ؛ يتم تعيين GCs التي تحيط بالبويضة مقابل تلك المجاورة للغشاء القاعدي على أنها GCs بيضوية وجدارية ، على التوالي ، وتعرض هذه الأنواع الفرعية توقيعات نسخية فريدة. تحتوي TCs على العديد من الأنواع الفرعية التي تعمل على توفير الدعم الستيرويدي والأيضي والهيكلي. تلعب الخلايا البطانية وحول الأوعية الدموية والخلايا المناعية دورا مركزيا في الحفاظ على فسيولوجيا المبيض الطبيعية. لا تعمل سدى المبيض كركيزة لنمو الجريب فحسب ، بل من المحتمل أيضا أن توفر مصدرا للأسلاف التي تؤدي إلى ظهور TCs. هذا المركب متعدد الطبقات من الأنواع الفرعية الخلوية داخل المبيض هو ما يمكن من وظيفته كعضو غدد صماء وعضو تناسلي.
تقدم هذه الورقة بروتوكولا لتحديد وتنقية الخلايا الحبيبية ، الثيكا ، اللحمية ، البطانية ، والمكونة للدم من الجريبات الغارية. لقد استخدمنا هذا البروتوكول لعزل خلايا المبيض هذه وتحليلها باستخدام تسلسل الخلية الواحدة ، متبوعا بتلطيخ محدد في بصيلات مراحل النمو المختلفة. يوفر البروتوكول منهجية مباشرة قابلة للتكرار وستمكن من التحليل عالي الدقة لكل من فسيولوجيا وأمراض المبيض.
Protocol
Representative Results
Discussion
يعد تحسين دقة التنوع الخلوي داخل بصيلات المبيض أمرا مهما سريريا لعدة أسباب. عند تطبيق البروتوكول أعلاه على عزل الأنواع الفرعية المظهرية الفريدة الموجودة داخل بصيلات المرحلة الغارية ، يجب مراعاة عدة عوامل. أولا ، تعد صحة وصلاحية أنسجة المبيض التي تستمد منها الجريب الغاري أمرا بالغ الأهمي?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
يقر المؤلفون بالدعم المقدم من جائزة كويني فيكتورينا نيري للباحثين (D.J.) وجائزة Hung-Ching Liu Research Scholar Award (L.M.). يتم دعم NLG من خلال منحة تدريب ما بعد الدكتوراه للخلايا الجذعية والطب التجديدي في NYSTEM.
Materials
| Chemicals, reagents | |||
| Antibiotic-Antimycotic 100x | Thermo Fisher Scientific | 15240062 | Anti-Anti |
| Antifade Mountant solution | Thermo Fisher Scientific | P36930 | ProLong Gold |
| Collagenase from Clostridium histolyticum | Millipore Sigma | C 2674 | |
| DAPI | Thermo Fisher Scientific | D1306 | |
| Dispase II, powder | Thermo Fisher Scientific | 17105041 | |
| DMSO | Millipore Sigma | D 2650 | Dimethyl sulfoxide |
| DPBS, no calcium, no magnesium | Thermo Fisher Scientific | 14190144 | |
| Enzyme Cell Detachment Medium | Thermo Fisher Scientific | 00-4555-56 | Accutase |
| Fetal Bovine Serum, heat-inactivated | Thermo Fisher Scientific | 10438026 | |
| Hanks′ Balanced Salt solution | Thermo Fisher Scientific | 14175079 | no calcium, no magnesium, no phenol red |
| Leibovitz’s L-15 medium | Thermo Fisher Scientific | 11415064 | |
| Normal Saline | Quality Biological | 114-055-101 | |
| Sucrose | Millipore Sigma | S 1888 | |
| Freezing Medium (100 mL, filtered through a 0.2 micron filter) | |||
| – 69.64 mL of Leibovitz's L-15 | |||
| – 17.66 mL of fetal bovine serum | |||
| – 3.42 g of sucrose | |||
| – 10.65 mL of DMSO | |||
| – 1 mL of antibiotic-antimycotic | |||
| Lab Plasticware and Supplies | |||
| 6-well Clear Flat Bottom Not Treated | Corning | 351146 | Falcon |
| Cell Strainer 100 µm | Fisher scientific | 352360 | Corning, Falcon |
| Cryovials | Thermo Fisher Scientific | 377267 | CryoTube 1.8 mL |
| Petri dish, D x H 150 mm x 25 mm | Millipore Sigma | CLS430599 | 60EA |
| Round-Bottom Polystyrene Test Tubes with Cell Strainer Snap Cap, 5 mL | Fisher scientific | 352235 | Corning, Falcon |
| Vacuum Filter/Storage Bottle System, 0.22 µm | Corning | 431154 | |
| Antibodies | |||
| ANPEP | BioLegend | 301703 | |
| CD34 | R&D Systems | FAB7227A | |
| CD45 | BioLegend | 304019 | |
| CD55 | BioLegend | 311306 | |
| CD 99 | BioLegend | 371308 | |
| PVRL | BioLegend | 340404 | |
| Surgical tools | |||
| long forceps (~150 mm length) | Fisherbrand | 12-000-128 | Fisher Scientific |
| medium forceps (~110 mm length) | Fisherbrand | 12-000-157 | Fisher Scientific |
| number 21 scalpel | Andwin Scientific | EF7281H | Fisher Scientific |
| number 11 scalpel | Andwin Scientific | FH/CX7281A | Fisher Scientific |
| sharp fine curved scissors | Roboz Surgical | RS-5881 | |
| Instruments | |||
| FACSJazz Flourescence activated cell sorter | BD | ||
| LSM 710 META Confocal microscope | Zeiss |
References
- Aghadavod, E., et al. Isolation of granulosa cells from follicular fluid; Applications in biomedical and molecular biology experiments. Advanced Biomedical Research. 4, 250 (2015).
- Man, L., et al. Comparison of human antral follicles of xenograft versus ovarian origin reveals disparate molecular signatures. Cell Reports. 32 (6), 108027 (2020).
- Schmidt, K. L., Ernst, E., Byskov, A. G., Nyboe Andersen, A., Yding Andersen, C. Survival of primordial follicles following prolonged transportation of ovarian tissue prior to cryopreservation. Human Reproduction. 18 (12), 2654-2659 (2003).
- Jensen, A. K., et al. Outcomes of transplantations of cryopreserved ovarian tissue to 41 women in Denmark. Human Reproduction. 30 (12), 2838-2845 (2015).
- Newton, H., Aubard, Y., Rutherford, A., Sharma, V., Gosden, R. Low temperature storage and grafting of human ovarian tissue. Human Reproduction. 11 (7), 1487-1491 (1996).
- Man, L., et al. Chronic superphysiologic AMH promotes premature luteinization of antral follicles in human ovarian xenografts. Science Advances. 8 (9), 7315 (2022).
- Gougeon, A. Dynamics of follicular growth in the human: A model from preliminary results. Human Reproduction. 1 (2), 81-87 (1986).
- Richards, J. S., Ren, Y. A., Candelaria, N., Adams, J. E., Rajkovic, A. Ovarian follicular theca cell recruitment, differentiation, and impact on fertility: 2017 update. Endocr Rev. 39 (1), 1-20 (2018).
- Asiabi, P., Dolmans, M. M., Ambroise, J., Camboni, A., Amorim, C. A. In vitro differentiation of theca cells from ovarian cells isolated from postmenopausal women. Human Reproduction. 35 (12), 2793-2807 (2020).
- Dalman, A., Totonchi, M., Valojerdi, M. R. Establishment and characterization of human theca stem cells and their differentiation into theca progenitor cells. Journal of Cellular Biochemistry. 119 (12), 9853-9865 (2018).
