Orthotopic Ovarian transplantasjon prosedyrer for å undersøke og helse-levetid påvirkning av eggstokkene Senescence i kvinnelige mus
Summary
Beskrevet her er orthotopic ovarian transplantasjon protokoller for å endre ovarian påvirker fysiologi av mottakeren musen. Denne kirurgiske prosedyren brukes til å eksponere kvinnelige mus til ulike typer ovarian innflytelse og kan omfatte heterochronic transplantasjoner og transplantasjon av eggstokkene som har gjennomgått ulike ex vivo behandlinger.
Abstract
Ovarian transplantasjon ble først gjennomført på Utah State University i 1963. I nyere arbeid brukes heterochronic transplantasjon av pattedyr eggstokkene å undersøke helse-beskyttende effekten av unge eggstokkene hos unge kvinner. De gjeldende prosedyrene ansette en orthotopic transplantasjon metode, der allogenic eggstokkene transplanteres tilbake til utgangsposisjonen i eggstokkene bursa. Dette er mer vanlig brukte heterotopic transplantasjon av eggstokkene/ovarian vev subcutaneously eller nyre kapselen. Alle tre steder gir effektiv revaskularisering av transplantert vev. Men orthotopic transplantasjon gir eggstokken naturlige signalnettverk miljøet og er den eneste prosedyren som gir mulighet for dyr å reprodusere naturlig post-operatively. Man må passe på å fjerne alle endogene ovarian vev under ovariectomy prosedyren. Hvis noen endogene vev, eller hvis bare en eggstokk fjernes, forblir transplantert vevet sovende til den eksisterende vev blir senescent. Mens revaskularisering av transplantert eggstokkene skjer veldig fort, kan transplantasjon mottakeren ta en betydelig mengde tid til å tilpasse seg en ny hypothalamus/hypofysen/gonadal/adrenal (HPG/A) akse signalering regimet forbundet med det transplanterte vev. Dette tar normalt ca 100 dager i musen. Derfor bør transplantasjon eksperimenter være utformet for å imøtekomme dette tilpasning periode. Typiske resultater med ovarian transplantasjon vil inkludere endringer i helsen til mottakeren som gjenspeiler år transplantert eggstokkene, og ikke en kronologisk alder av mottakeren.
Introduction
Påvirkning av reproduksjon på helse og levetid er ofte feilaktig tenkt som begrenset bare til perioden omfatter reproduktiv kompetanse. Mens livsstil og fenotyper forbundet med reproductively kompetent fase av levetid er lett differensiert fra pre- og postreproductive faser, påvirker reproduktive status helse i alle faser av levetiden. Perioden reproduktive kompetanse er ofte referert til som reproduktive levetiden, skille seg fra kronologisk levetiden. Denne terminologien gir seg til en kunstig separasjon av de to levetid betegnelsene når i virkeligheten, begge er nært knyttet til hverandre med hendelser påvirker en, oftere enn ikke, påvirker de andre også.
Bevis det siste tiåret indikerer at en persons reproduktive status er forbundet med økt risiko for å utvikle kronisk helse forhold1. En studie dokumentert en tilknytning mellom kortere levetid og reproduktive fiasko for en kohort av menn2. Tilknytningen er enda mer slående med kvinner. Hjerte-og karsykdommer er sjelden i premenopausale kvinner3, men eggstokksvikt øker hjerte-og karsykdommer kraftig på overgangsalder4 og unge kvinner med prematur eggstokksvikt5. Insulin resistens6 og bein tap øker overgangsalder7 og nesten to tredjedeler av amerikanerne med Alzheimers sykdom er kvinner8. Veldefinerte endringer i eggstokkene signalering markerer overgangen fra en premenopausale, sykdom-motstandsdyktig tilstand, i postmenopausale, sykdom-tynget tilstand. Denne stabile overgangen, gir en mulighet til å identifisere mekanismer som akselerere sykdom risiko i aging.
Nylig er transplantasjon av cryopreserved ovarian vev brukt til å gjenopprette fruktbarheten i kvinner som gjennomgår medisinske prosedyrer som kan true bakterie linje celler, for eksempel kjemoterapi. Transplantasjon av eggstokkene vev kan også brukes til å produsere levedyktig avkom i dyr med ikke-ovarian basert infertilitet, inkludert transgene mus9. Ovarian transplantasjon er en effektiv metode for å skille påvirkning av reproduktive funksjon eller reproduktive aldring fra kronologisk aldring per se.
Veletablert støttende rolle til ovarian hormoner i mange aspekter av kvinnelige helse implicates tap av hormonproduksjon fra aktivt sykling bakterie celler, som den viktigste årsaken til økt sykdom risiko i overgangsalderen. Mens verdien av ovarian hormoner i kvinnelige helse er udiskutabel, er erstatter disse hormonene i peri- og postmenopausale kvinner upålitelige i gjenopprettelsen av de helsemessige fordelene av unge kvinner med unge eggstokkene. Disse helsefordeler gjenopprettes pålitelig ved heterochronic transplantasjon av unge eggstokkene postreproductive kvinnelige mus,10,,11,,12,,13,,14.
Reproduktive status for både giver og mottaker mus bør fastsettes før og etter transplantasjon eller ovariectomy prosedyrer. Presumptive postreproductive mus som viser tegn til gonadal inndata før kirurgi ved 12 måneders alder utelates fra disse eksperimentene. Gonadal inngang bestemmes av vaginal cytologi. Data på vaginal cytologi er samlet for minst 10 dager før kirurgi for å sikre en postreproductive tilstand i mottakerens mus og aktivt-sykling eggstokkene i donor mus. En estrous syklus er definert som perioden fra dagen nucleated epitelceller vises først (dvs., proestrus) på dagen før det neste opptreden av kjerne epitelceller i vaginal smear, forutsatt at det er en periode med leukocytic tilstedeværelse (dvs., diestrus) i mellom. Estrus bestemmes av tilstedeværelse av store, plateepitel epitelceller, med eller uten kjerner. Mus som viser ingen syklisk aktivitet for en 10 dagers periode før og/eller etter operasjonen bestemmes har ingen gonadal innspill sa periode. Mus som vise minst én full estrous syklus i en 10 dagers periode før og/eller etter kirurgi er bestemt å ha gonadal inngang for sa periode. Kvinnelige mus bør ligger i nærvær av mannlige mus eller utsatt for skitne sengetøy fra en mannlig buret for å sikre konsekvent eksponering på syklus-inducing stimuli.
Prosedyrene transplantasjon er mest effektivt gjennomført med to kirurger arbeider samtidig på giver og mottaker mus. Imidlertid er prosedyrene enkelt etter én kirurg, med donor eggstokkene oftest gjenopprettes før begynnelsen ovariectomy prosedyren på mottakerens musen. Denne protokollen beskriver fremgangsmåten for enkelt kirurgen. Eksponering av skjede og lukking av nettstedet er vanligvis gjort uten et mikroskop, mens fjerning og utskifting av eggstokkene gjøres under et mikroskop. Som med å lære alle kirurgiske prosedyrer, snitt områder kan være større og operasjoner kan ta lengre tid mens første læring prosedyren og vanligvis redusere med erfaring.
Protocol
Representative Results
Discussion
Ovariectomy og transplantasjon av intakt og bakterie celle-utarmet eggstokkene har vært gjennomført i mus mellom 21 dager 18 måneder av alderen. Når du utfører en ovariectomy der det er ønskelig å opprettholde den ovarian bursa intakt, må utvises ved incising bursal vev. I mus eldre enn seks måneder gammel, blir mye av bursa kledde med fett pad, som begrenser områder som kan brukes for tilgang. I disse tilfellene er det ofte en fordel å rive bursa åpne nær fett pad grensen. Denne metoden etterlater ofte en l…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Forskningen i denne publikasjonen ble støttet av en sjenerøs gave av 14-måned gamle kvinnelige CBA mus fra National Institute on Aging, gammel gnager koloni (Nancy Nadon) og Utah State University, skolen av Veterinary medisin, Institutt for husdyr, meieriprodukter og Veterinary vitenskap.
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).
