Murine Oviduct'un Mikroseksiyonu ve Ayrışması: Bireysel Segment Tanımlama ve Tek Hücre İzolasyonu

Summary

RNA bütünlüğünü korurken tek tek segmentlerin toplanmasına izin veren fare yumurta kanalının mikro dezenfeksiyonu için bir yöntem sunulmuştur. Ayrıca enzymatik olmayan ovidüktal hücre ayrışması prosedürü açıklanmıştır. Yöntemler fonksiyonel olarak farklı ovidüktal segmentlerin ve ayrışmış ovidüktal hücrelerin sonraki gen ve protein analizi için uygundur.

Abstract

Fare modeli sistemleri, genetik manipülabillikleri ve deneysel tedavilerin maliyetinin düşük olması nedeniyle hastalık süreçlerinin analizi için eşsizdir. Bununla birlikte, küçük vücut boyutları nedeniyle, 200-400 μm çapındaki yumurta kanalı gibi bazı yapıların, immünhistokimya dışında incelenmesinin nispeten zor olduğu kanıtlanmıştır. Son zamanlarda, immünohistokimyasal çalışmalar, yumurta kanalı segmentlerinde daha önce tanınandan daha karmaşık farklılıklar ortaya çıkarmıştır; böylece, yumurta kanalı yedi farklı epitel hücre tipinin farklı oranlarına sahip dört fonksiyonel segmente ayrılır. Epitel hücre tiplerinin farklı embriyolojik kökenleri ve oranları muhtemelen dört fonksiyonel bölgeyi hastalığa farklı olarak duyarlı hale getirir. Örneğin, seröz intraepithelial karsinomların öncü lezyonları fare modellerindeki infundibulumdan ve insan fallop tüpündeki ilgili fimbrial bölgeden kaynaklanır. Burada açıklanan protokol, mikrodiseksiyonun, ters transkripsiyon-nicel PCR (RT-qPCR) ve RNA dizilimi (RNAseq) gibi aşağı akış analizi için gerekli olan yeterli miktarda ve saflıkta RNA elde etmek için yeterli miktarda ve saflıkta bir şekilde alt bölümlere ayırma yöntemini detaylandırmamaktadır. Ayrıca, akış sitometrisine veya tamamen farklılaştırılmış ovidüktal hücrelerin tek hücreli RNAseq analizine uygun çoğunlukla enzimatik olmayan bir doku ayrışma yöntemidir. Açıklanan yöntemler, üreme, doğurganlık, kanser ve immünoloji alanında murine yumurta kanalını kullanarak daha fazla araştırmayı kolaylaştıracaktır.

Introduction

Murin oviduct fonksiyon ve morfoloji olarak insan fallop tüpüne ^benzer1. Her ikisi de tarihsel olarak tanımlanmış iki epitel yerleşik hücreden oluşan sözde siliated epitelden oluşur: siliated hücreler ve salgı ^{hücreleri1,2}. Yumurta kanalının klasik olarak tanınan üç bölümü vardır: infundibulum, ampulla ve isthmus. Yeni bir çalışmada, Harwalkar ve ark. ³, yerleşik epitel hücrelerinin kategorizasyonunun yedi farklı popülasyona genişlemesine yol açan yumurta kanalı morfolojisi ve gen ekspresyasyonu araştırılmıştır. Buna ek olarak, ampullary-isthmus kavşağını ^{oviduct3’ün} ayrı bir segmenti olarak kurdular. Burada açıklanan ve infundibulum, ampulla ve isthmus’a odaklanan yöntem, ampullery-isthmic kavşağını da içerecek şekilde kolayca ^{genişletilebilir2,3}. İnfundibular bölge ostium veya yumurta kanalının açılmasını içerir ve fimbrial bölgenin yanı sıra proksimal sapı içerir. Rahime doğru ilerlerken, sırada ampulla ve sonra isthmus var. Siliated hücreler en çok bölgenin distal ucunda, yumurtalık proksimal veya infundibulumda öne çıkarken, salgı hücreleri en çok proksimal uçta veya isthmus segmentinde ^belirgindir1. İnsan fallop tüpünün aksine, murine oviduct, geniş ligament peritonunun bir uzantısı olan mezosalpinx tarafından desteklenen sarmal bir ^yapıdır1,4. Ek olarak, fare oviduct, ^oviduct4’e oosit transferi olasılığını artıran bir bursal keseye kaplanmıştır. Ampulla, gelişmekte olan embriyoların uterusa girmeden önce isthmusa geçtiği döllenme yeri olarak ^{tanımlanır5}. Tubal segmentler 200-400 μm çapında ve daha uzun ampullery ve isthmus bölgeleri yaklaşık 0.5-1.0 cm ^{uzunluğundadır4}. Östrous döngüsü sırasındaki oviduct distendleri ve ampulla ve infundibulum ^{isthmus1’den} daha dağılabilir.

Hücrelerin, özellikle de salgı hücrelerinin aşırı çoğalması, pelvik boşlukta bulunan seröz tümörlere öncü lezyonları karakterize ^eder6. Bu öncül seröz intraepithelial lezyonlar sadece fimbrial bölgede yumurta kanalı epitelinde ortaya çıkar; lezyon oluşumunun neden salgı ^2,7,8 değil, normalde baskın hücre tipinin siliated olduğu bu bölge ile sınırlı olduğu bilinmemektedir. Normal fizyolojik fonksiyon açısından bölgesellik ve yumurtalık kanserinin ovidüktal kökenine olan ilginin artması9,10,11,12,13, yumurta kanalı segmentlerinin ayrı ayrı değerlendirilmesinin öneminin altını çizmektedir.

Burada açıklanan yöntem, segmente özgü gen ekspresyonunun ve ayrışmış hücrelerin işlevinin sonraki aşağı akış analizleri için ayrı ovidüktal segmentlerin toplanmasını detaylandırmaktadır. Geleneksel olarak, birçok doku fenolden sonra tüm RNA ekstraksiyonu için işlenir: kloroform yöntemi veya sütun üzerinde tam ekstraksiyon yöntemi; ancak açıklanan kombinasyon yöntemi ile yeterli verim üretilirken RNA kalitesinin korunduğunu tespit ettik. Bu yöntem kullanılarak, yumurta kanalının çok küçük fonksiyonel segmentleri, yumurta kanalını bir bütün olarak araştırmak yerine aşağı akış analizleri için işlenebilir ve bu da farklı segmentlerin sonuç temsilcisini ^{maskeleyebilir14}.

Dissositasyonlu murin ovidüktal hücreler, büyük olasılıkla bu dokudan hücre verimini sınırlaması nedeniyle akış sitometrisi tarafından nadiren araştırılmıştır. Bu sorunun üstesinden gelmek için bir yaklaşım, hücreleri ayrıştırmak, kültürde büyütmek ve daha sonra aşağı akış hücre analizi için uygun hücre numaralarını elde etmek için yeniden farklılaşma in vitrosunu teşvik etmek olmuştur15,16,17,18. Bu yaklaşımın bir sınırlaması, kültürde ex vivo ve değiştirilmiş mikroçevrim zamanıdır ve her ikisi de gen ekspresyonunun değişmesidir. Morfolojik yeniden farklılaşmanın, bozulmamış hayvanda mevcut olan transkripsiyon ve proteomik imzaya sahip olduğu varsayımı da vardır. Mevcut ayrışma yöntemi, tek hücre farklılaşması sürdürülürken heterojen ovidüktal hücre popülasyonunda en yüksek sayıda epitel hücre elde etmek için tasarlanmıştır. Ayrıca, çoğunlukla enzmatik olmayan yaklaşım muhtemelen hücre yüzey proteinlerinin kaybını sınırlar.

Protocol

Tüm hayvan taşıma ve prosedürleri Kaliforniya Üniversitesi, Riverside kurumsal hayvan bakım ve kullanım komitesi tarafından onaylandı ve Amerikan Laboratuvar Hayvanları Bakım Derneği, Amerika Birleşik Devletleri Tarım Bakanlığı ve Ulusal Sağlık Enstitüleri’nin yönergelerine uygundu. Açıklanan yöntem C57BL / 6 yetişkin, dişi fareler kullandı. Tüm hayvanlar doku hasadı öncesinde kafalarının kesilmesiyle ötenaziye tabi edildi. NOT: Yumurta kanalının verimli bir …

Representative Results

Açıklanan ayrışma protokolü, her iki yumurta kanalının birikmesiyle fare başına 100.000-120.000 hücre sağlar. Yöntem, çok siliated hücre kenarlıklarını bozulmadan bırakacak kadar naziktir, çok siliated hücreler ve salgı hücreleri arasında bir ayrım sağlar ve sindirim yönteminin farklılaşmayı önleyecek kadar nazik olduğunu doğrular. Şekil 5’teki temsili immünofluoresans görüntüleri, %4 paraformaldehit (PFA)/ DPBS’de 3 dakika sabitlenen, %1 sığır serum a…

Discussion

Yumurta kanalının üç segmenti histolojik, morfolojik ve fonksiyonel olarak ^{farklı1,2,3’tür}. Epitel, yumurta kanalının bir ucundan diğerine büyük ölçüde değişir. Fimbrial/infundibular uçta siliated hücreler baskınken, istik bölgede salgı hücreleri ^hakimdir1. Bu genel gradyan bir süredir tanınsa da, son çalışmalar oviductal segmentler arasında daha fazla ayrım ortaya çıkardı….

Materials

0.5 mm Stainless steel bead mix	Next Advance	SSB05	Mix 1:1 with 1.4 mm SSB14B, sterilized
1.4 mm Stainless steel bead mix	Next Advance	SSB14B	Mix 1:1 with 0.5 mm SSB05, sterilized
1X Dulbecco's Phosphate Buffered Saline A, pH 7.4 (DPBS)	Gibco	21600-010	Cold, sterile
25G needle	BD	305122
60 mm sterile petri dishes	Corning	430166
70 μm cell meshes	Fisherbrand	22-636-548
Agilent Eukaryote Total RNA 6000 Pico Chip kit	Agilent 2100 Bioanalyzer	5067-1513
Bead Bullet Blender Tissue Homogenizer	Next Advance	BBY24M
Bioanlyzer	Agilent 2100 Bioanalyzer
Bovine serum albumin	Sigma Aldrich	A7906
Cold plate/pack/surface of choice	N/A	N/A	Kept at -20C for dissection
Dental wax	Polysciences Inc.	403
Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium (DMEM)/ Ham’s F12	Corning	10-090-CV	Prepare dissection medium: DMEM/ Ham’s F12, 10% FBS, 25 mM Hepes, 1% Pen-Strep
Fetal Bovine Serum	Corning	35-015CV
Fine point forceps of choice	N/A	N/A
Glycine	Sigma Aldrich	G712b	Immunocytochemical validation images
Goat anti-mouse IgG Alexa Fluor 555	Invitrogen	A-21422	Immunocytochemical validation images
Goat anti-rabbit IgG Alexa Fluor 488	Invitrogen	A-11001	Immunocytochemical validation images
Hepes	Sigma Aldrich	H-3784
Hoescht 33342	Cell Signaling Technologies	4082S	Immunocytochemical validation images
Inverted compound microscope	Keyence BZ-X700
Mouse anti-mouse Occludin	Invitrogen	33-1500	Immunocytochemical validation images
Non-enzymatic dissociation buffer	N/A		5 mM EDTA, 1 g/L glucose, 0.4% BSA, 1X DPBS
Nylon macro-mesh 1 mm x 1 mm	Thomas Scientific	1210U04
Paraformaldehyde	Sigma Aldrich	P-6148	Immunocytochemical validation images
Pen-Strep	MP Biomedicals	10220-718
Prolong Gold Antifade Reagent	Cell Signaling Technologies	9071S	Immunocytochemical validation images: antifade mounting medium
Pronase	Sigma Aldrich	10165921001	Prepare pronase digestion medium: 0.15% Pronase in DMEM/Ham's F12, sterile
Propidium Iodide	Roche	11 348 639 001	Viability validation images
Rabbit anti-mouse Acetylated-Tubulin	Abcam	ab179484	Immunocytochemical validation images
RBC lysis buffer	BD Biosciences	555899
RNeasy Mini Kit	Qiagen	74134	Utilized for on-column purification in text.
Spring form microdissection scissors	Roboz Surgical	RS-5610
Sterile 3 mL bulb pipettors	Globe Scientific	137135
Toluidine blue	Alfa Aesar	J66015	Prepare toluidine blue solution: 1% in 1X DPBS, sterile
Tris-Buffered Saline-Tween (TBST)	N/A	N/A	Immunocytochemical validation images; 0.1 N NaCl, 10 mM Tris-Cl pH 7.5, 1% Tween 20
Triton-X-100	Mallinckrodt Inc.	3555	Immunocytochemical validation images
Trizol RNA Extraction Reagent	Invitrogen	15596026	Referred to as RNA extraction reagent. Nucelase-free water, chloroform and isoproponal are required in supplement of performing Trizol extraction per manufacturer's guidelines