2D hOSE kültürü
Taze izole edilen hOSE hücreleri 12 oyuklu bir plaka üzerine kaplandı ve 3 hafta boyunca kültürlendi. Bu süre zarfında, hücreler üç kez geçti (Şekil 2A). Kültürdeki primer hOSE hücreleri, pasaj 3'e (P3) kadar parke taşı benzeri bir morfoloji sergiledi, ancak daha sonra yaşlanma belirtileri göstermeye başladı, önceki sonuçlara göre, sınırlı süre hOSE'nin geçebileceğini bildiren27. Ayrıca, murin OSE'nin in vitro olarak epitelyal-mezenkimal geçişe (EMT) uğradığı ve aktin hücre iskeletinin yeniden düzenlenmesi ve kollajen I19'un birikmesi gibi fibroblast benzeri özellikler gösterdiği gösterilmiştir. Anlaşmaya göre, ACTA2 + CD44 + hOSE, P2 ve P3 arasında COL1A1'in belirgin bir şekilde yukarı regülasyonunu gösterdi (Şekil 2B), bu da hOSE hücrelerinin kültür sırasında EMT'ye maruz kaldığını düşündürdü.
TGF-β sinyali, çeşitli epitel hücre tiplerinde29 EMT'yi indükleyebilen EMT28'in ana düzenleyicisidir. TGF-β OSE_2D ortamına eklenmemiş olmasına rağmen, eklenen FBS bu sitokinin saptanabilir seviyelerini içerebilir30,31. Bu nedenle, TGF-β inhibitörü tip I reseptörü SB-431542'nin eklenmesinin EMT'yi önleyip önleyemeyeceğini ve uzun süreli 2D kültüre izin verip vermeyeceğini test ettik. Şaşırtıcı bir şekilde, OSE_2D ortamının 10 μM SB-43154232ile takviyesi hücre proliferasyonunu engelledi (Şekil 2C). TGF-β sinyalizasyonunun OSE proliferasyonu için gerekli olduğu sonucuna vardık ve inhibitör olmadan daha fazla 2D kültür deneyi yapıldı.
3D hOSE organoid kültürü
İnsan OSE organoidlerini12 büyütmek için yayınlanmış kültür koşullarına dayanarak, BME damlacıklarına gömülü ve 28 güne kadar OSE_3D ortamda (standart 100 nM estradiol konsantrasyonu içeren) büyüttük. 7 gün içinde, yeni izole edilmiş OSE hücrelerinden türetilen birçok hOSE organoidi, ortalama 130 mm çapında kistik idi (Şekil 3A, B). Bu sonuçlar, Kopper ve meslektaşları tarafından kıyılmış ve enzimatik olarak sindirilmiş insan yumurtalık dokusundan hOSE organoidlerinin türetilmesi üzerine bildirilenlere benzerdi12. İlginç bir şekilde, taze izole edilmiş OSE hücrelerinden türetilen hOSE organoidleri, kültürde 14 gün sonra 2D genleşmiş OSE hücrelerinden (ortalama çap 100 mm) hOSE organoidlerinden daha büyük (ortalama 160 mm çap) büyüdü (Şekil 3B), muhtemelen 2D genleşmiş OSE hücrelerinin proliferasyonu azaltma eğilimi nedeniyle. Ayrıca, birçok 3D hOSE organoidi, düz epitel hücrelerinin tek tabakasından oluşurken (Şekil 3C sol üst panel), bazıları küboidal bir tek hücre tabakası sergiledi (Şekil 3C sağ üst panel), diğerleri çok katmanlıydı (Şekil 3C alt sağ panel) veya lümenize olmayan bir hücre kümesi oluşturdu (Şekil 3C sol alt panel).
HoSE organoidlerinin OSE_2D ortamı kullanılarak da türetilip türetilemeyeceğini test etmek için, taze izole edilmiş hOSE hücreleri BME damlacıklarına gömüldü ve 12 gün boyunca OSE_2D ortamda büyütüldü. 6 gün sonra, iğ benzeri hücreler görüldü, bu da hOSE hücrelerinin damlacıklarda EMT'ye maruz kaldığını düşündürdü. Daha da önemlisi, OSE_2D ortamı kullanılarak hiçbir hOSE organoidi oluşturulmamıştır (Şekil 3D).
HoSE organoidlerinin hücresel özellikleri
İnsan yetişkin yumurtalığında, keratin 8 (KRT8) özellikle OSE popülasyonunu işaretler (Şekil 4A) ve buna göre, hOSE organoidleri hücre kimliklerini doğrulayarak KRT8 ekspresyonunu korumuştur (Şekil 4B). Fare OSE hücrelerinde, Yes1 ile ilişkili proteinin (YAP1) nükleer lokalizasyonu, yumurtlamadan sonra yaralı alanı genişletebilen ve iyileştirebilen OSE kök / progenitör hücreleri ile spesifik olarak ilişkilendirilmiştir24,33. YAP, boyutlarından bağımsız olarak hOSE organoidlerindeki hücrelerin çoğunda nükleer lokalizasyon gösterdi (Şekil 4B). CD4420 ve LGR522 gibi fare OSE hücrelerinde eksprese edildiği bildirilen diğer belirteçler de araştırılmıştır. İlginç bir şekilde, hem CD44 hem de LGR5, küçük hOSE organoidlerinde (<100 μm çap) eksprese edilirken, daha büyük organoidlerde, CD44 ve LGR5 aşağı regüle edilmiş gibi görünüyordu (Şekil 4B).
Daha sonra, hOSE organoidlerinin BME'ye gömülü organoidlerde (apikal) tipik olarak gözlenen apikal-bazal polariteyi gösterip göstermediğini araştırdık (apikal)34. Bazolateral protein integrin beta 1 (ITGB1) ve apikal protein podokaliksin (PODXL), hOSE organoidlerindeki hücre polaritesini göstermek için kullanıldı ve hOSE organoid boyutundan bağımsız olarak net bir apikal polariteyi doğruladı (Şekil 4B).
İnsan OSE'sinin mezenkimal belirteç N-kaderini (CDH2) eksprese ettiği bilinirken, epitelyal belirteç E-kaderin (CDH1) ekspresyonu kolumnar OSE hücreleri ile sınırlıdır (Şekil 4A)2. İlginç bir şekilde, bu çalışmada türetilen hOSE organoidleri mezenkimal belirteçler CDH2 ve vimentin (VIM) eksprese etti ve küboidal / kolumnar epiteli olan büyük kistik hOSE organoidleri hem CDH1 + hem de CDH2 + VIM + idi (Şekil 4C). CDH1+ hOSE organoidlerinin primer CDH1+ OSE hücrelerinden mi yoksa in vitro25,35 epitelyal farklılaşma veya (neoplastik) transformasyon geçiren CDH1-OSE hücrelerinden mi türetildiği belirsizliğini korumaktadır.
HOSE organoidlerinin kullanımının sergilenmesi: yumurtlama ipuçlarının hOSE organoidleri üzerindeki etkisi
Folikül uyarıcı hormon ve insan koryonik gonadotropin hormonları foliküler büyümeyi ve yumurtlamayı indüklemek için kullanılabilirken, yumurtlamadan sonra progesteron ve estradiol36 gibi yumurtalık tarafından üretilen hormonların konsantrasyonunda belirgin bir artış olur. HoSE organoidlerinin bir tarama platformu olarak kullanılabilirliğini göstermek için, bu hormonların hOSE organoidleri üzerindeki etkisini, organoidlerin sayısını ve boyutunu kantitasyon çıktısı olarak kullanarak (Fiji kullanarak) inceledik. Bunun için östradiol içermeyen (hormonsuz) OSE_3D ortamda ve farklı konsantrasyonlarda FSH, hCG, estradiol veya progesteron içeren OSE_3D ortamda hOSE organoidleri elde ettik (Şekil 5A).
3 farklı donörden (n = 3) kriyoprezervasyonla korunmuş-çözülmüş (genleşmemiş) hOSE hücrelerinden türetilen hOSE organoidlerinin sayısı, 7 günlük kültürden sonra damlacık başına ölçüldü (Şekil 5A, B). Kültür medyası her 3 günde bir değiştirildi. Orta içeren hormonlarda oluşan damlacık başına toplam hOSE organoid sayısında, hormonsuz ortama kıyasla anlamlı bir fark gözlenmemiştir (Şekil 5A, B). Hormonların organoid boyutu üzerindeki etkisini ölçmek için, kültürde 14 gün sonra, her damlacık (her koşuldan) görüntülendi ve en büyük 4 hOSE organoidinin alanı Fiji kullanılarak ölçüldü. İlginç bir şekilde, progesteron (1000 nM) veya estradiol (200 nM) varlığında iki farklı donörden (n = 2) hOSE organoidleri üretmek, damlacık başına en az bir çok büyük organoid (yaklaşık 700 μm çapında) ile sonuçlanmıştır (Şekil 5C, D).

Şekil 1: Tüm yumurtalıklardan hOSE hücrelerinin izolasyonunun şematik gösterimi. Yumurtalıklar 37 ° C'de 30 dakika boyunca sindirim çözeltisi içinde inkübe edildi. hOSE hücreleri, nazikçe kazınarak yumurtalık yüzeyinden ayrıldı ve ardından kriyoprezervasyon, tek tabaka halinde doğrudan 2D OSE kültürüne kaplandı veya 3D hOSE organoid kültürü için bazal membran ekstraktına (BME) gömüldü. Dondurularak çözülmüş hOSE hücreleri, 2D kültür veya 3D organoid oluşumu için kullanılabilir ve 2D genişletilmiş hOSE hücreleri, 3D hOSE organoidleri oluşturmak için kullanılabilir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2: hOSE hücrelerinin 2 boyutlu primer kültürü. (A) Tipik epitelyal parke taşı morfolojisini gösteren 0 (P0), 2 (P2) ve 3 (P3) pasajlarındaki hOSE hücrelerinin parlak alan görüntüleri. Ölçek çubukları üst panellerde 750 μm ve alt panellerde 125 μm'dir. (B) P2 ve P3'te 2D hOSE hücrelerinde ACTA2, CD44, COL1A1 için immünofloresan. Ölçek çubukları 50 μm'dir. (C) P0, P2 ve P3'te 10 μM SB-431542 ile kültürlenen hOSE hücrelerinin parlak alan görüntüleri. Hücreler P2'den yaşlanma belirtileri gösterdi ve kültür sırasında yüksek birleşmeye ulaşmadı. Ölçek çubukları üst panellerde 750 μm ve alt panellerde 125 μm'dir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 3: HOSE organoidlerinin morfolojik karakterizasyonu. (A) Üç farklı donörden (tOVA86, tOVA87, tOVA88) üç bağımsız hOSE organoid türevinin parlak alan görüntüleri. Görüntüler hücre gömme (D0), 7. gün (D7), 14. gün (D14) ve 28. gün (D28) kültürden sonra çekildi. Ölçek çubukları D0'da 750 μm ve geri kalanı için 50 μm'dir. (B) Yeni izole edilmiş hOSE hücrelerinden (kesikli çizgi) ve 2D genişlemiş hOSE hücrelerinden (düz çizgi) türetilen hOSE organoidlerinin çapı. Gösterilen, D0, D7 ± D14'te ölçülen ortalama boyut ve standart sapmadır. İki farklı donörden (tOVA88 ve tOVA89) elde edilen sonuçlar gösterilmektedir. (C) Farklı morfolojileri gösteren hOSE organoidlerinin parlak alan görüntüleri: tek düz katman (sol üst), tek sütunlu katman (sağ üst), çok katmanlı (sağ alt) ve lümenize edilmemiş hücre agregası (sol alt). Ölçek çubukları 100 μm'dir. (D) BME'ye gömülü ve OSE_2D ortamı ile 12 gün boyunca kültürlenmiş hOSE hücrelerinin parlak alan görüntüleri. Görüntüler hücre gömme (D0), 6. gün (D6), 9. gün (D9) ve 12. gün (D12) sonrasında çekildi. Fibroblast benzeri hücreler kültürü ele geçirdi ve organoid benzeri yapılar oluşmadı. Ölçek çubukları 750 μm'dir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 4: HOSE organoidlerinin hücresel karakterizasyonu. (A) İnsan yumurtalık bölümünde KRT8 ve CDH1 için immünofloresan. Sol paneldeki ölçek çubuğu 500 μm, orta ve sağ paneller 50 μm'dir. (B) Farklı boyutlardaki (<50 μm, 50-75 μm, 75-100 μm, >100 μm) hOSE organoidlerinde KRT8 ve YAP, LGR5 ve CD44 ve ITGB1 ve PODXL için immünofloresan. Ölçek çubukları 50 μm'dir. (C) HoSE organoidlerinde VIM, CDH1, CDH2 için immünofloresan. Ölçek çubukları 50 μm'dir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 5: Yumurtlama ipuçlarının hOSE organoid oluşumu üzerindeki etkisi. (A) Farklı kültür ortamlarında 7. günde oluşan damlacık başına toplam hOSE organoid sayısı. Tavşan organoidleri üç farklı donörden (tOVA77, tOVA79, tOVA83) türetilmiştir. Kalın, organoid türetme için kullanılan OSE_3D ortamdır. (B) Hormonsuz ortama kıyasla nispi organoid oluşumu. HoSE organoidlerinden toplanan değerler üç farklı donörden (tOVA77, tOVA79, tOVA83) türetilmiştir. (C) İki farklı donörden test edilen deney koşullarının her birinde 14. günde en büyük 4 hOSE organoidinin görüntü alanını gösteren grafik (tOVA77, tOVA83). (D) İki farklı donörden (tOVA77, tOVA83) hormon içermeyen ortam, 200 nM E2 ve 1000 nM P4 ile 14. gün kültüründe hOSE organoidlerini gösteren parlak alan görüntüleri. Ölçek çubukları 750 μm'dir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Tablo 1: Çalışmada kullanılan çalışma solüsyonlarının bileşimi. Bu Tabloyu indirmek için lütfen buraya tıklayın.