Orchiectomia murina e ovariectomia per ridurre la produzione di ormoni sessuali
Summary
Questo manoscritto descrive un modo coerente per eseguire rapidamente orchiectomie e ovariectomie di sopravvivenza nei roditori.
Abstract
La segnalazione degli ormoni sessuali svolge un ruolo fondamentale in più sistemi di organi e nella progressione di varie malattie, comprese le malattie neurodegenerative. La manipolazione dei livelli di ormoni sessuali nel sistema modello murino consente di studiare il loro impatto su organi/tessuti e all’interno della progressione della malattia. L’orchiectomia – la rimozione chirurgica dei testicoli – e l’ovariectomia – la rimozione chirurgica delle ovaie – forniscono un metodo per esaurire gli ormoni sessuali endogeni in modo che i livelli ormonali precisi possano essere forniti attraverso farmaci o altri metodi di somministrazione. Qui, forniamo metodi rapidi e minimamente invasivi sia per l’orchiectomia che per l’ovariectomia nel sistema modello murino per la riduzione degli ormoni sessuali. Questo protocollo descrive in dettaglio la preparazione chirurgica e l’escissione dei testicoli attraverso il sacco scrotale e l’escissione delle ovaie tramite due incisioni nel dorso laterale destro e sinistro.
Introduction
I testicoli e le ovaie sono i principali organi responsabili della produzione di ormoni sessuali. La cascata di comunicazione ormonale che porta alla produzione di testosterone ed estrogeni è un processo ben caratterizzato che inizia nell’ipotalamo con il rilascio dell’ormone di rilascio delle gonadotropine (GnRH)1. Il rilascio di GnRH provoca il rilascio dell’ormone luteinizzante (LH) e dell’ormone follicolo-stimolante (FSH) dalla ghiandola pituitaria. Quando questi ormoni entrano nel flusso sanguigno, influenzano altri tessuti del corpo. Il bersaglio primario dell’LH sono i testicoli (nei maschi) e le ovaie (nelle femmine)2. In risposta all’LH, i testicoli producono e rilasciano testosterone3. Allo stesso modo, le ovaie producono estrogeni4. Mentre gli effetti previsti di questi ormoni sono quelli di preparare le cellule e il corpo per la fecondazione e garantire un sistema riproduttivo funzionante, molti altri sistemi corporei possono essere influenzati.
Gli ormoni sessuali sono stati collegati a diverse funzioni fisiologiche. Ad esempio, gli estrogeni aiutano a mantenere l’omeostasi ossea impedendo il riassorbimento dell’osso da parte degli osteoclasti. Per questo motivo, i modelli murini ovariectomizzati possono essere utilizzati per studiare la fisiologia di malattie ossee come l’osteoporosi 5,6,7. Il testosterone e gli estrogeni sono anche obiettivi di ricerca per molte malattie cardiovascolari e neurodegenerative. Recentemente, l’elevata produzione di testosterone abbinata a una dieta ricca di grassi è stata collegata allo stress ossidativo vascolare8. Nel cervello, i cambiamenti nell’LH dopo l’ovariectomia hanno causato alterazioni nella memoria spaziale9. La riduzione degli estrogeni dopo l’ovariectomia è diventata anche un sistema modello per lo studio della morte cellulare nell’ippocampo, in quanto ciò può indurre apoptosi, con conseguenti deficit di memoria10. Il testosterone ha anche mostrato un ruolo nella crescita dei reni sia nei modelli murini che negli esseri umani dopo il trapianto di rene11.
La creazione di un modello murino privo di ormoni consente lo studio degli ormoni sessuali e delle loro cascate ormonali su varie malattie o tessuti. Ciò può essere ottenuto mediante rimozione chirurgica dei testicoli (orchiectomia) o delle ovaie (ovariectomia). Questa procedura può essere eseguita in topi di qualsiasi ceppo quando sono giovani come l’età dello svezzamento (ventuno giorni) o qualsiasi età adulta. L’ovariectomia viene eseguita nei topi femmine, mentre l’orchiectomia viene eseguita nei topi maschi. Rimuovendo questi organi, i livelli di estrogeni e testosterone e molti dei loro derivati, come il progesterone, possono essere notevolmente ridotti12,13. Il processo di esecuzione di orchiectomie o ovariectomie nei topi può essere rapido e minimamente invasivo con la tecnica appropriata. L’escissione rapida di questi organi in modo sicuro ed efficiente può consentire una rapida elaborazione chirurgica mantenendo il numero di topi al minimo avendo un tasso di sopravvivenza del 100% se eseguita correttamente. Qui, descriviamo in dettaglio un protocollo per l’escissione rapida dei testicoli e delle ovaie e dimostriamo il corretto monitoraggio post-chirurgico per consentire ai ricercatori di eseguire questo intervento chirurgico in modo rapido e sicuro. Includiamo anche esempi visivi degli organi sessuali e dei tessuti circostanti per fornire al chirurgo punti di riferimento anatomici durante l’esecuzione di questa procedura.
Protocol
Representative Results
Discussion
L’asportazione chirurgica dei testicoli e delle ovaie consente di studiare la fisiologia murina in condizioni di deprivazione ormonale controllata. Questa tecnica è importante per molti campi della scienza, tra cui la neurodegenerazione, il metabolismo minerale, la salute cardiovascolare e riproduttiva 15,16,17,18,19,20,21.<…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ringraziamo l’Animal Resource Center dell’Università del Texas Southwestern Medical Center per il loro aiuto nella formazione chirurgica e nella revisione del protocollo. Ringraziamo il team di supporto di Wert Lab per la loro preziosa assistenza. Questo lavoro è stato sostenuto dai fondi del National Institute of Health (NIH P30EY030413). Biorender.com è stato utilizzato per la creazione di schemi di cartoni animati.
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 |
Referencias
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