Orchiektomie und Ovariektomie bei Mäusen zur Verringerung der Sexualhormonproduktion
Summary
Dieses Manuskript beschreibt eine konsistente Methode zur schnellen Durchführung von Überlebensorchiektomien und Ovariektomien von Nagetieren.
Abstract
Die Signalübertragung von Sexualhormonen spielt eine entscheidende Rolle in mehreren Organsystemen sowie beim Fortschreiten verschiedener Krankheiten, einschließlich neurodegenerativer Erkrankungen. Die Manipulation des Sexualhormonspiegels im murinen Modellsystem ermöglicht die Untersuchung ihrer Auswirkungen auf Organe/Gewebe und auf das Fortschreiten der Krankheit. Die Orchiektomie – die chirurgische Entfernung der Hoden – und die Ovariektomie – die chirurgische Entfernung der Eierstöcke – bieten eine Methode, um die endogenen Sexualhormone zu erschöpfen, so dass die genauen Hormonspiegel durch Medikamente oder andere Verabreichungsmethoden bereitgestellt werden können. Hier stellen wir schnelle und minimalinvasive Methoden sowohl für die Orchiektomie als auch für die Ovariektomie im murinen Modellsystem zur Reduktion von Sexualhormonen zur Verfügung. Dieses Protokoll beschreibt die chirurgische Vorbereitung und Exzision der Hoden durch den Hodensack und die Exzision der Eierstöcke über zwei Schnitte im rechten und linken seitlichen Dorsum.
Introduction
Die Hoden und Eierstöcke sind die primären Organe, die für die Produktion von Sexualhormonen verantwortlich sind. Die Kaskade der hormonellen Kommunikation, die zur Produktion von Testosteron und Östrogen führt, ist ein gut charakterisierter Prozess, der im Hypothalamus mit der Freisetzung des Gonadotropin-Releasing-Hormons (GnRH)1 beginnt. Die Freisetzung von GnRH bewirkt die Freisetzung des luteinisierenden Hormons (LH) und des follikelstimulierenden Hormons (FSH) aus der Hirnanhangsdrüse. Wenn diese Hormone in den Blutkreislauf gelangen, wirken sie sich dann auf andere Gewebe im Körper aus. Das primäre Ziel von LH sind die Hoden (bei Männern) und die Eierstöcke (bei Frauen)2. Als Reaktion auf LH produzieren und setzen die Hoden Testosteron3 frei. In ähnlicher Weise produzieren die Eierstöcke Östrogen4. Während die beabsichtigte Wirkung dieser Hormone darin besteht, die Zellen und den Körper auf die Befruchtung vorzubereiten und ein funktionierendes Fortpflanzungssystem zu gewährleisten, können viele andere Körpersysteme betroffen sein.
Sexualhormone wurden mit mehreren physiologischen Funktionen in Verbindung gebracht. Zum Beispiel hilft Östrogen, die Knochenhomöostase aufrechtzuerhalten, indem es die Resorption von Knochen durch Osteoklasten verhindert. Aus diesem Grund können ovariektomierte Mausmodelle verwendet werden, um die Physiologie von Knochenerkrankungen wie Osteoporose zu untersuchen 5,6,7. Testosteron und Östrogen sind auch Forschungsziele für viele kardiovaskuläre und neurodegenerative Erkrankungen. In jüngster Zeit wurde eine erhöhte Testosteronproduktion in Verbindung mit einer fettreichen Ernährung mit vaskulärem oxidativem Stress in Verbindung gebracht8. Im Gehirn haben Veränderungen der LH nach einer Ovariektomie zu Veränderungen des räumlichen Gedächtnisses geführt9. Die Reduktion von Östrogenen nach einer Ovariektomie ist auch zu einem Modellsystem für die Untersuchung des Zelltods im Hippocampus geworden, da dies eine Apoptose induzieren kann, die zu Gedächtnisdefiziten führt10. Testosteron hat auch eine Rolle beim Wachstum der Nieren gezeigt, sowohl in Mausmodellen als auch beim Menschen nach einer Nierentransplantation11.
Die Erstellung eines hormonarmen Mausmodells ermöglicht die Untersuchung von Sexualhormonen und ihren Hormonkaskaden bei verschiedenen Krankheiten oder Geweben. Dies kann durch eine operative Entfernung der Hoden (Orchiektomie) oder der Eierstöcke (Ovariektomie) erreicht werden. Dieses Verfahren kann bei Mäusen jeden Stammes durchgeführt werden, wenn sie bereits im Entwöhnungsalter (einundzwanzig Tage) oder im Erwachsenenalter sind. Die Ovariektomie wird bei weiblichen Mäusen durchgeführt, während die Orchiektomie bei männlichen Mäusen durchgeführt wird. Durch die Entfernung dieser Organe kann der Östrogen- und Testosteronspiegel und viele ihrer Derivate, wie z. B. Progesteron, stark gesenkt werden12,13. Der Prozess der Durchführung von Orchiektomien oder Ovariektomien bei Mäusen kann mit der richtigen Technik schnell und minimalinvasiv sein. Die schnelle Exzision dieser Organe auf sichere und effiziente Weise kann eine schnelle chirurgische Behandlung ermöglichen und gleichzeitig die Anzahl der Mäuse minimal halten, da sie bei korrekter Durchführung eine Überlebensrate von 100 % aufweist. Hier beschreiben wir ein Protokoll für die schnelle Entfernung der Hoden und Eierstöcke und demonstrieren die richtige postoperative Überwachung, damit die Forscher diese Operation schnell und sicher durchführen können. Wir fügen auch visuelle Beispiele der Geschlechtsorgane und des umgebenden Gewebes hinzu, um dem Chirurgen bei der Durchführung dieses Eingriffs anatomische Orientierungspunkte zu liefern.
Protocol
Representative Results
Discussion
Die chirurgische Entfernung von Hoden und Eierstöcken ermöglicht es, die Physiologie von Mäusen unter kontrolliertem Hormonentzug zu untersuchen. Diese Technik ist für viele Bereiche der Wissenschaft wichtig, darunter Neurodegeneration, Mineralstoffwechsel, Herz-Kreislauf und reproduktive Gesundheit 15,16,17,18,19,20,21.<…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Wir danken dem University of Texas Southwestern Medical Center Animal Resource Center für seine Hilfe bei der chirurgischen Ausbildung und der Überprüfung des Protokolls. Wir danken dem Support-Team von Wert Lab für seine unschätzbare Unterstützung. Diese Arbeit wurde mit Mitteln des National Institute of Health (NIH P30EY030413) unterstützt. Biorender.com wurde für die Erstellung von Cartoon-Schaltplänen verwendet.
Materials
| 1mL Syringe | BD | 309659 | |
| 30G 1/2" Needle | BD | 305106 | |
| AutoClip System | Fine Science Tools | 12020-00 | |
| Betadine Solution | Fisher Scientific | NC0158124 | |
| Cotton-Tipped Applicators | Fisher Scientific | 10-000-692 | |
| Double -ended Micro Spatula | Fine Science Tools | 10091-12 | |
| Galilean Loupes | Fine Science Tools | 28050-30 | Optional, can provide better clarity during procedure |
| Gauze Sponges, 4"x4" | Fisher Scientific | 13-761-52 | |
| Graefe Forceps | Fine Science Tools | 11150-10 | |
| High Temp Cautery Kit | Fine Science Tools | 18010-00 | Using the fine tip attachment |
| Needle Holders | Fine Science Tools | 12001-13 | |
| PGA Absorbable Suture:4-0 / NFS-2 Reverse Cutting 19MM / 30 IN | Covetrus | 29242 | 4-0 or 5-0 Absorbable sutures are best |
| Rodent Warming pad | Kent Scientific | RT-0515 | |
| Sterile Alcohol Prep Pads | Fisher Scientific | 22-363-750 | |
| Straight Locking Micro Needle Holders | Fine Science Tools | 12060-01 | |
| Surgical Scissors | Fine Science Tools | 140-60-09 | |
| Vannas Spring Scissors – 2.5mm Cutting Edge | Fine Science Tools | 15000-08 | |
| Veet Sensitive Hair Remover Gel Cream | Amazon | N/A | |
| Wahl Professional Animal Compact Trimmer and Grooming Kit, Blue | Amazon | #9861-900 |
Referenzen
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