Orthotopic æggestokkene Transplantation procedurer til at undersøge sundheds- og levetid indflydelse af æggestokkene gulne i hunmus
Summary
Beskrevet her er orthotopic æggestokkene transplantation protokoller til at ændre æggestokkene indflydelse på fysiologi af modtagerens musen. Denne kirurgiske procedure anvendes til at udsætte hunmus til forskellige typer af æggestokkene indflydelse og kan omfatte heterochronic transplantationscentre og transplantation af æggestokkene, der har undergået forskellige ex vivo behandlinger.
Abstract
Æggestokkene transplantation blev først gennemført ved Utah State University i 1963. I nyere arbejde, bliver heterochronic transplantation af pattedyr æggestokkene brugt til at undersøge de sundheds-beskyttende virkninger af unge æggestokkene hos yngre kvinder. De nuværende procedurer ansætte en orthotopic transplantation metode, hvor allogen æggestokkene kan transplanteres tilbage til deres oprindelige position i æggestokkene bursa. Dette står i kontrast til den mere almindeligt anvendte heterotopisk transplantation af æggestokke/æggestokkene væv subkutant eller under nyre kapsel. Alle tre steder giver effektiv revaskularisering af de transplanterede væv. Dog orthotopic transplantation giver æggestokken med den mest naturlige signaling miljø og er den eneste procedure, der giver mulighed for dyret at reproducere naturligt post-operatively. Man skal passe på at fjerne alle endogene æggestokkene væv under ovariectomy proceduren. Hvis nogen endogene væv forbliver eller hvis blot én æggestok er fjernet, det transplanterede væv forbliver hvilende, indtil de eksisterende væv bliver senescent. Mens revaskularisering af transplanterede æggestokkene opstår meget hurtigt, kan transplantation modtageren tage en betydelig mængde tid til at tilpasse sig en ny hypothalamus/hypofyse/gonadale/binyre (HPG/A) akse signalering regime, der er tilknyttet den transplanterede væv. Det tager normalt omkring 100 dage i musen. Derfor, transplantation eksperimenter skal være konstrueret til at rumme denne prøvetid. Typiske resultater med æggestokkene transplantation vil omfatte ændringer i sundhed af modtageren, der afspejler en alder af transplanterede æggestokken, og ikke den kronologiske alder af modtageren.
Introduction
Reproduktion indflydelse på sundheden og levetiden er ofte fejlagtigt opfattes som begrænset kun at perioden omfatter reproduktive kompetence. Mens livsstil og fænotyper tilknyttet den reproduktivt kompetente fase af levetiden er let differentieret fra de pre- og postreproductive faser, påvirker reproduktive status sundhed gennem alle faser af levetid. Periode af reproduktive kompetence er ofte omtales som reproduktiv levetid, differentiere sig fra den kronologisk levetid. Denne terminologi egner sig til en kunstig adskillelse af de to betegnelser, levetid når i virkeligheden, begge er tæt bundet til hinanden med begivenheder påvirker sig, mere ofte end ikke påvirker den anden.
I det seneste årti tyder på at en persons reproduktive status er forbundet med en øget risiko for at udvikle kroniske sundhedsmæssige betingelser1. En undersøgelse dokumenteret en sammenhæng mellem kortere levetid og reproduktiv manglende for en kohorte af mænd2. Foreningen er endnu mere slående hos kvinder. Hjerte-kar-sygdom er sjældne i præmenopausale kvinder3, men ovariesvigt øger hjertekarsygdomme skarpt på overgangsalderen4 og hos unge kvinder med tidligt ovariesvigt5. Insulin resistens6 og knogle tab øge på overgangsalderen7 og næsten to tredjedele af amerikanerne med Alzheimers sygdom er kvinder8. Veldefinerede ændringer i æggestokkene signalering markere overgangen fra en præmenopausale, sygdomsresistente stat, til en postmenopausale, sygdom-belastet tilstand. Denne stabile overgang, præsenterer en mulighed for at identificere mekanismer, der fremskynder sygdom risici i aldring.
For nylig, transplantation af kryopræserverede æggestokkene væv er blevet brugt til at gendanne fertiliteten hos kvinder, der gennemgår medicinske procedurer, som kan true line kønsceller, såsom kemoterapi. Transplantation af æggestokkene væv kan også bruges til at producere levedygtige afkom i dyr med ikke-ovarie baseret infertilitet, herunder Transgene mus9. Æggestokkene transplantation er en effektiv metode til at adskille påvirkning af forplantningsevnen eller reproduktive aging fra kronologisk aldring i sig selv.
Den veletablerede støttende rolle til æggestokkene hormoner i mange aspekter af kvinders sundhed er belastende tabet af hormonproduktion fra aktivt cykling kønsceller, som den vigtigste årsag til øget sygdom risici på overgangsalderen. Mens værdien af æggestokkene hormoner i kvinders sundhed er indiskutabel, har erstatter disse hormoner i peri- og postmenopausale kvinder været upålidelige i restaureringen af de sundhedsmæssige fordele nydes af unge kvinder med unge æggestokke. Disse sundhedsmæssige fordele er pålideligt restaureret af heterochronic transplantation af unge æggestokkene til at postreproductive hunmus10,11,12,13,14.
Reproduktiv status for både donor og recipient mus bør fastlægges forud for og efter transplantation eller ovariectomy procedurer. Formodede postreproductive mus, der viser tegn på gonadale input forud for operationen på 12 måneder, er udelukket fra disse eksperimenter. Gonadale input bestemmes af vaginal cytologi. Der indsamles data på vaginal cytologi for mindst 10 dage i træk før operation for at sikre en postreproductive stat i recipient mus og aktivt cykling æggestokkene i donor mus. En duft cyklus er defineret som perioden fra dagen nukleeret epitelceller først vises (dvs, proestrus) til dagen før den næste udseende af nukleeret epitelceller i de vaginale smear, forudsat at der er en periode af leukocytic tilstedeværelse (dvs, diestrus) i mellem. Estrus er bestemt af tilstedeværelsen af store, planocellulære epitelceller, med eller uden kerner. Mus der vises ingen cyklisk aktivitet for en periode på 10 dage før, og/eller efter kirurgi er fast besluttet på at have ingen gonadale input for nævnte periode. Mus der vises mindst én fuld estrous cyklus i en periode på 10 dage før, og/eller efter kirurgi er fast besluttet på at have gonadale input for nævnte periode. Hunmus bør har til huse i overværelse af mandlige mus eller udsat for snavset strøelse fra en mandlig bur at sikre konsekvent eksponering for cyklus-inducerende stimuli.
Disse transplantation procedurer er mest effektivt gennemført med to kirurger arbejder samtidigt på donor og recipient mus. Men procedurerne er nemt opnå ved en kirurg, med donor æggestokkene oftest kommet forud for begyndelsen ovariectomy procedure på modtagerens musen. Denne protokol beskriver proceduren for den enkelte kirurg. Eksponering af forplantningsorganerne og lukning af webstedet sker normalt uden et mikroskop, mens fjernelse og udskiftning af æggestokkene foregår under et mikroskop. Som med lære alle kirurgiske indgreb, indsnit websteder kan være større og operationer kan tage længere tid mens første lære proceduren og vil generelt reducere med erfaring.
Protocol
Representative Results
Discussion
Ovariectomy og -transplantation af intakt og kønscelle-forarmet æggestokke er blevet ført i mus lige fra 21 dage til 18 måneder. Når du udfører en ovariectomy, hvor det er ønskeligt at opretholde den æggestokkene bursa intakt, skal pleje tages, når incising den bursal væv. I mus ældre end seks måneder, bliver meget af slimsækken belagt med den fedt pad, som begrænser de områder, der kan bruges til adgang. I disse tilfælde er det ofte fordelagtigt at rive slimsækken åbne grænsen til fedt pad. Denne meto…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Forskning rapporteret i denne publikation blev støttet af en generøs gave af 14-måned-forhenværende kvindelig CBA mus fra National Institute on Aging, alderen gnaver koloni (Nancy Nadon) og af Utah State University, School of Veterinary Medicine, Institut for dyr, mejeri og veterinærvidenskab.
Materials
| Dissecting microscope | Any dissecting scope with an adjustable working distance. | ||
| Warm Water Recirculator and appropriate pad for your size surgical/recovery field. | Stryker/Gaymar | TP700 | Circulating water pads produce even and consistent temperature operating and recovery fields. |
| Surgical instruments-dissection instruments for access to the reproductive tract | Choice of specific surgical instruments is highly surgeon-specific | ||
| Surgical instruments-fine instruments for the transplantation procedure. | Choice of specific surgical instruments is highly surgeon-specific | ||
| Suture material for abdominal wall | eSutures | G3756K: 6-0 MILD CHROMIC GUT 18" HE-7 CUTTING, DOUBLE ARMED | |
| Suture material for ovarian bursa | eSutures | 2809G: 9-0 or 2810G: 10-0 ETHILON BLACK 5" BV130-5 TAPER | 10-0 suture can be difficult to locate if dropped on the surgery field. |
| Absorbable gelatin sponge | PFIZER. | Gelfoam- PFIZER 09-0315-08. | cut into small (~2mm) pieces under sterile conditions. |
| Staples for skin closure | Becton Dickinson | MikRon Autoclip 9mm (BD 427631) | |
| Eye ointment. | MWI Veterinary Supply Co. | Puralube sterile opthalmic ointment | |
| Syringes for anesthesia, analgesia and epinephrine | MWI Veterinary Supply Co. | BD 305536 | 27g x 3/8in,Intradermal Bevel 1/2ml |
| Syringes for saline. | MWI Veterinary Supply Co. | BD 309657. | 3ml syringe, luer-lok tip, 27g needle |
| Clippers/blade | Andis | Super AGR+™ Cordless Detachable Blade Clipper and a CeramicEdge® #40 blade. | Any clippers with a fine blade. |
| Ethanol | University chemical supply | dilute to 70% for use. | |
| Betadine solution | MWI Veterinary Supply Co. | 003233 | |
| 2×2 gauze pads | MWI Veterinary Supply Co. | 003073 | autoclaved with surgery packs |
| Borosilicate glass beads | Sigma-Aldrich Co. | Z273619 | Autoclave in sintilation vials |
| 4-vinylcyclohexene diepoxide | Sigma-Aldrich Co. | 94956 | |
| Sesame oil | Sigma-Aldrich Co. | S3547 |
References
- National Institutes of Health, Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development, Fertility and Infertility Branch. ‘Fertility Status as a Marker of Overall Health’. “Support studies that investigate fertility status as a marker of overall health for both men and women”. New Research Priorities. , (2016).
- Eisenberg, M. L., Li, S. F., Behr, B., Cullen, M. R., Galusha, D., Lamb, D. J., Lipshultz, L. I. Semen quality, infertility and mortality in the USA. Hum. Reprod. 29 (7), 1567-1574 (2014).
- Thom, T., et al. American Heart Association Statistics Committee and Stroke Statistics Subcommittee. Heart disease and stroke statistics – 2006 update – A report from the American Heart Association Statistics Committee and Stroke Statistics Subcommittee. Circulation. 113 (6), E85-E151 (2006).
- Shuster, L. T., Rhodes, D. J., Gostout, B. S., Grossardt, B. R., Rocca, W. A. Premature menopause or early menopause: Long-term health consequences. Maturitas. 65 (2), 161-166 (2010).
- Jacobsen, B. K., Knutsen, S. F., Fraser, G. E. Age at natural menopause and total mortality and mortality from ischemic heart disease: The Adventist health study. J Clin Epidemiol. 52 (4), 303-307 (1999).
- Kulaksizoglu, M., et al. Risk Factors for Diabetes Mellitus in Women with Primary Ovarian Insufficiency. Biol Trace Elem Res. 154 (3), 313-320 (2013).
- Johnell, O., Kanis, J. A. An estimate of the worldwide prevalence and disability associated with osteoporotic fractures. Osteoporos Int. 17 (12), 1726-1733 (2006).
- Rosario, E. R., Chang, L., Head, E. H., Stanczyk, F. Z., Pike, C. J. Brain levels of sex steroid hormones in men and women during normal aging and in Alzheimer’s disease. Neurobiol Aging. 32 (4), 604-613 (2011).
- Cargill, S. L., Medrano, J. F., Anderson, G. B. Infertility in a line of mice with the high growth mutation is due to luteal insufficiency resulting from disruption at the hypothalamic-pituitary axis. Biol Reproduction. 61 (1), 283-287 (1999).
- Mason, J. B., et al. Transplantation of young ovaries restored cardioprotective influence in postreproductive-aged mice. Aging Cell. 10 (3), 448-456 (2011).
- Mason, J. B., Terry, B. C., Merchant, S. S., Mason, H. M., Nazokkarmaher, M. Manipulation of Ovarian Function Significantly Influenced Trabecular and Cortical Bone Volume, Architecture and Density in Mice at Death. Plos One. 10 (12), 15 (2015).
- Peterson, R. L., Parkinson, K. C., Mason, J. B. Manipulation of Ovarian Function Significantly Influenced Sarcopenia in Postreproductive-Age Mice. J. Transplant. , (2016).
- Peterson, R. L., Parkinson, K. C., Mason, J. B. Restoration of immune and renal function in aged females by re-establishment of active ovarian function. Reprod. Fertil. Dev. , (2017).
- Parkinson, K. C., Peterson, R. L., Mason, J. B. Cognitive behavior and sensory function were significantly influenced by restoration of active ovarian function in postreproductive mice. Exp. Geront. 92, 28-33 (2017).
- Cargill, S. L., Carey, J. R., Muller, H. G., Anderson, G. Age of ovary determines remaining life expectancy in old ovariectomized mice. Aging Cell. 2 (3), 185-190 (2003).
- Brooks, H. L., Pollow, D. P., Hoyer, P. B. The VCD Mouse Model of Menopause and Perimenopause for the Study of Sex Differences in Cardiovascular Disease and the Metabolic Syndrome. Physiology. 31 (4), 250-257 (2016).
- Rivera, Z., Christian, P. J., Marion, S. L., Brooks, H. L., Hoyer, P. B. Steroidogenic Capacity of Residual Ovarian Tissue in 4-Vinylcyclohexene Diepoxide-Treated Mice. Biol. Reprod. 80 (2), 328-336 (2009).
- Yuan, R., et al. Aging in inbred strains of mice: study design and interim report on median lifespans and circulating IGF1 levels. Aging Cell. 8 (3), 277-287 (2009).
- Mason, J. B., Cargill, S. L., Anderson, G. B., Carey, J. R. Transplantation of Young Ovaries to Old Mice Increased Life Span in Transplant Recipients. J. Gerontol. A Biol. Sci. Med. Sci. 64 (12), 1207-1211 (2009).
- Harrison, D. E., et al. Acarbose, 17-alpha-estradiol, and nordihydroguaiaretic acid extend mouse lifespan preferentially in males. Aging Cell. 13 (2), 273-282 (2013).
- Manay, K., et al. 17α-Estradiol Attenuates Neuron Loss in Ovariectomized Dtg AβPP/PS1 Mice. J. Alzheimers Dis. 23 (4), 629-639 (2011).
- Parker, W. H., et al. Ovarian conservation at the time of hysterectomy and long-term health outcomes in the nurses’ health study. Obstet Gynecol. 113, 1027-1037 (2009).
