Çoğu memeli dişi, primordiyal foliküllerde depolanan ve yumurtalık rezervini (OR) oluşturan sınırlı sayıda mayotik olarak tutuklanmış oositle doğar1,2. Ameliyathane, genel kadın üreme ömrünü ve sağlığını belirler3. Ameliyathane normalde yaşlanma ile birlikte küçülür ve bazı genotoksik ajanlara (radyasyon / kemoterapi) ve çevresel streslere (yetersiz beslenme) maruz kalındığında erken tükenebilir ve bu da infertiliteye yol açar 4,5,6. İdiyopatik kadın infertilitesi sıklıkla ameliyathaneden gelişen yumurtaların genetik ve fizyolojik kalitesine bağlanabilir ve hala tam olarak anlaşılamamıştır 7,8. Kadın folikül bağışı büyük ölçüde doğumla önceden belirlendiğinden, ameliyathanenin kurulması ve sürdürülmesinde yer alan düzenleyici mekanizmaları anlamak önemlidir.
Farelerde, OR oluşumu, Embriyonik gün (E) 7.52 civarında ilkel germ hücrelerinin (PGC'ler) spesifikasyonu ile başlar. PGC'ler genital sırtlara göç eder ve burada yaklaşık E10.59 tarafından ikamet ederler. Aşağıdaki yaygın proliferasyon, tamamlanmamış sitokinezi ile ortaya çıkar ve daha sonra gelişme10,11'de parçalanacak kistlerin oluşumuna neden olur. Yaklaşık E12.5'te gonadal cinsiyet belirlenir ve PGC proliferasyonu yumurtalıklarda durur. Kadınlarda, PGC'ler, şimdi oositler, yaklaşık E13.512,13'te mayotik faz I'e (MPI) girerler. Oositler uzatılmış MPI ile ilerler ve doğum sırasında diktiyat aşamasında tutuklanır. Doğumdan sonraki ilk hafta boyunca, tutuklanan her oosit granüloza hücreleri ile çevrilidir, böylece ilkel bir folikül oluşturur.
Bir dişinin ameliyathanesindeki primordiyal foliküllerin sayısı, MPI tutuklamasından önce ve sırasında apoptoz, otofaji veya nekroz yoluyla meydana gelen oosit eliminasyon dalgalarından kaç oositin kurtulduğuna bağlıdır14,15. İlk dalga fetal gelişim sırasında ortaya çıkar ve FOA olarak bilinir. FOA, dişilerde (memeli ve memeli olmayan) evrimsel olarak korunmuş bir süreçtir ve bu sayede yumurta türlerinin tahmini% 50-80'i dişi türlere bağlı olarak elimine edilir16,17,18,19. Farelerde, FOA E15.5 ila E18.5 arasında meydana gelir ve oosit ölümüne neden olan retrotranspozon LINE-1 sekanslarının reaktivasyonu ve ekspresyonuna atfedilmiştir20,21. Oosit eliminasyonunun ikinci dalgası, onarılmamış DNA çift iplikçik kırılmaları (DSB'ler) gibi mayotik defektlere sahip oositleri ortadan kaldıran mayotik bir kontrol noktasından gerçekleşir22,23. Bir sonraki oosit eliminasyon dalgası, kist parçalanması sırasında meydana gelir ve her biri tek bir oosit10,11,24,25 içeren ilkel foliküllerin oluşumu sırasında doruğa ulaşır.
Farelerde, ilkel folikül rezervi büyük ölçüde ergenlik döneminde kurulur, daha sonra ilkel foliküller düzenli üreme döngüleri sırasında büyüme için aktive edildikçe azalır. Ameliyathane büyüklüğü bireysel kadınlar arasında ve farelerin farklı genetik suşları arasında değişir; Ancak, ameliyathane büyüklüğünün genetik regülasyonu iyi anlaşılmamıştır26,27,28,29. Ameliyathane regülasyonunun genetik çalışmaları, doğum öncesi ve doğum sonrası gelişim sırasında oosit eliminasyon dalgalarını incelemek için standartlaştırılmış protokollerin eksikliği nedeniyle engellenmektedir. Farelerde çeşitli oosit niceleme metodolojileri geliştirilmiştir, bunların en yaygın ve yaygın olarak kullanılanı histolojik kesitlerin histomorfometrik değerlendirilmesidir30,31. Bu teknikte oositler, hematoksilin ve eozin (H&E) ve periyodik asit-Schiff (PAS) veya floresan belirteçler gibi histolojik lekelere sahip seri kesitlerde tanımlanır. Bu teknik, kesit kalınlığı, yumurtalık boyunca tüm bölümlerin verimli bir şekilde geri kazanılması ve bireysel laboratuvarların sayım şemaları dahil olmak üzere tüm koşullar sabit kalırsa güvenilirdir. Bununla birlikte, farklı laboratuvarlar tarafından bildirilen sayılar genellikle önemli ölçüde farklılık gösterir ve bu nedenle kolayca karşılaştırılamaz.
Ayrıca, genetik farklılıklar göz önüne alındığında, farklı fare suşlarının kullanımı da yumurta sayımlarını etkileyebilir. Histomorfometrik değerlendirme için ek hesaplamalı yaklaşımlar geliştirilmiştir ve fraksiyonatör yaklaşımını kullanarak oositlerin otomatik tespitini, hesaplamalı algoritmaları kullanarak otomatik sayımı ve aynı oositin birden fazla sayımını önlemek için histolojik görüntülerin 3D rekonstrüksiyonunu içerir31,32,33,34,35,36 . Histomorfometrik değerlendirmeye eklenen bu iyileştirmelerle bile, teknik, özellikle büyük ölçekli ve yüksek verimli çalışmalar için nispeten emek yoğundur. Toplanan veriler, sayım şemaları, bilgisayar algoritmaları ve kullanılan yazılımlardaki farklılıklar nedeniyle çalışmalar arasında tekrarlanabilir ve karşılaştırılabilir olmayabilir.
Son zamanlarda, yeni orta çözünürlüklü multifoton ve ışık tabakası mikroskobu ve optik doku temizleme yöntemlerinin geliştirilmesiyle hızlanan bozulmamış yumurtalıklar için 3D modelleme ve analiz teknikleri, yumurta sayılarını verimli bir şekilde ölçmek ve protein lokalizasyonunu ve dinamiklerini incelemek için tercih edilen yöntem haline gelmektedir37,38. Bu 3D yöntemler, dokular ve organlar daha iyi korunduğu ve bozulmadan tutulduğu için histolojik yöntemlere kıyasla tipik olarak avantajlıdır. Ayrıca, 3D analiz ve modelleme, 2D analizde kaçırılabilecek organ içindeki hücre nişleri veya alt yapıları içindeki ve arasındaki işlev ve etkileşimler hakkında ek bilgiler sağlar.
Tüm organların 3D analizi, yumurtalıklar gibi bireysel organlar için doku bozulması veya hasarı olmadan fiksasyon, immün boyama ve optik temizleme protokollerinin optimizasyonunu gerektirir. Yüksek çözünürlüklü mikroskopi için görüntüleme için numune montajının ek optimizasyonu gereklidir ve mevcut görüntüleme platformuna bağlı olabilir. Son olarak, tüm bozulmamış yumurtalığın görüntülenmesi, sonraki hesaplamalı analizler için büyük miktarda veri üretir. Bu nedenle, karşılaştırmalı çalışmalar için ve gelişim aşamaları boyunca oositlerin sayımı için standartlaştırılmış 3D yöntemler geliştirmeye ihtiyaç vardır.
Bu protokol, standart immünoboyama ve daha önce bildirilen temizleme protokollerini kullanır ve basit, kullanıcı dostu ve yüksek verimli bir yaklaşıma odaklanır 38,39,40,41. Protokol, doğum sonrası 28. güne (P28) kadar çok sayıda doğum öncesi ve doğum sonrası yumurtalıkları ve farklı fare genetik geçmişlerinden gelen farklı boyutlardaki yumurtalıkları analiz etmek için optimize edilmiştir. İmmün boyama adımları tüm aşamalar için benzerdir; Bununla birlikte, temizleme protokolleri daha büyük boyutları, küçük ve büyük yumurtalıklar için sırasıyla 40,41 olan ScaleS4 (0) ve CUBIC nedeniyle pubertal yumurtalıklar için farklılık göstermektedir. Ayrıca, kan hücrelerinden otofloresan önlemek için fiksasyondan önce P28 farelerde tüm vücut perfüzyonu gerçekleştirilir. Görüntü elde etmek için ışık tabakası mikroskobuna alternatif olarak Leica DIVE/4Tune platformu üzerine çok fotonlu mikroskop inşa edildi ve bu protokol için çeşitli analitik araçlara sahip IMARIS 3D Görselleştirme ve Analiz yazılımı seçildi. Bu protokolün takip edilmesi kolaydır ve daha az pratiktir, bu nedenle zaman kazandırır. Ayrıca, yumurtalığın büyüklüğüne ve yumurtaların düzenlenmesine bağlı olarak yumurta miktarı nispeten hızlıdır.