マウス血液精巣関門の整合性を研究するIn Vivo法
Summary
ここでは、精巣にイヌリン FITC を注入して血液精巣関門の整合性を評価するためのプロトコルを提案する.遺伝と環境要素によって危険にさらされることができます血液精巣関門の整合性を研究するため生体内で効率的な方法です。
Abstract
精子は、精巣の精細管で成熟した精子に精巣の開発です。このプロセスは、哺乳類の体に厳しい組織障壁であり 2 つのコンパートメント、基部と、adluminal に精上皮を分離血液精巣関門 (BTB) でセルトリ細胞によってサポートされます。BTB 減数分裂における生殖細胞のユニークな微小環境を作成します私/II と精子形成を介して精子に postmeiotic 細胞の開発のため。ここでは、マウス精巣体内の BTB の整合性を監視する信頼性の高いアッセイについて述べる。そのまま BTB 指示薬の頂のコンパートメントに基底からイヌリンを FITC 結合の拡散をブロックします。この手法は、候補遺伝子、ウイルス、または BTB 関数または簡単な手順と方法と比較して手術技能の最小限の要件との整合性に影響を与える可能性があります環境の毒性を勉強に適しています。
Introduction
哺乳類精子は精原自己複製と劇的な中半数体精子細胞分裂、減数分裂、精子形成、精母細胞を分化を含む高度に構造化されたプロセスと見なされます生化学的および形態学的変化が発生します。発展途上の生殖細胞は精細管内腔に向かっての基本から徐々 に転送されます。このプロセスは、生殖細胞、セルトリ細胞1,2間細胞細胞の接触によって規制されています。隣接するセルトリ細胞は精細管の基地の近くに位置する BTB を形成します。物理的に、BTB は、上皮を基部と adluminal のコンパートメントに分割します。段階 VIII ・ IX 上皮サイクルの基底のコンパートメントから preleptotene/leptotene を精母細胞は adluminal コンパートメント3に入る、BTB の間で移行します。したがって、BTB の機能は、減数分裂と精子形成の4,5,6の完了した immunoprivileged の微小環境を提供することです。その他血液-組織の障壁 (例えば血液脳関門) タイトな接合 (TJs) だけで構成されるのとは異なり、BTB は 4 つの異なる接合 (TJs、心霊の特殊化、ギャップ結合および中間フィラメント ベースによって形成されます。デスモゾーム) セルトリ間細胞1,7。
多くの研究は、BTB 整合性7,8,9のメカニズムを調査するため、遺伝子組み換えマウス、ウイルス感染、環境有害物質を使用しています。BTB 中断障害精子と受精率低下や不妊を誘発します。孤立したセルトリ細胞の初代培養に基づく体外モデルを使用されていますので BTB 形成と整合性は、セルトリ細胞8間の接触の影響を受ける確認されている、BTB スタディの。ただし、このモデルは、BTB 動態の生体内を模倣することはできません正確に。また、セルトリ細胞と生殖細胞のような共同の文化は確立されていない BTB10,11のすべての関連する構造・機能コンポーネントを反映することができます。
一般に、生体内でBTB 整合性の試金は通常 EZ リンク スルホ-NHS-LC-ビオチンと FITC 結合イヌリン (イヌリン FITC) などの小さな分子に基づいています。通常、ビオチンまたは基底のコンパートメントからイヌリン FITC の拡散は、BTB 構造によってブロックされます。したがって、我々 はコントロール群と比較して BTB 損傷の程度を評価するためにこのメソッドを使用することができます。BTB は、BTB カドミウム塩化 (CdCl2)12、治療などの刺激の特定の種類の危険にさらされることができます最終的に指標として adluminal コンパートメントを入力する小分子にアクセス可能になります。
BTB 整合性アッセイ体内初期ビオチンまたはイヌリン FITC を侵襲的な複雑で時間のかかるを外科では、頚静脈に注入することが含まれます。その上、記者物質は循環を介して全身を通って拡散、ビオチンまたは精細管でイヌリン FITC の局所濃度は限られる。また、全身の露出は免疫反応を引き起こす可能性があります。シンプルで効果的な体内BTB 整合性試金、精巣の間質にイヌリン FITC の小さい因数の直接注入を有効にするを紹介します。蛍光分類方法を使用して、染色のプロセスは便利な二次抗体は必要ないためです。ここでは、精巣に入る蛍光染料のプロセスを視覚化します。
Protocol
Representative Results
Discussion
精子は精上皮で起こる、生殖細胞と体細胞によって支配される高度順序でダイナミックなプロセス (例えば、セルトリ細胞)13。セルトリ細胞では, BTB 構造分割精上皮、基底部および根尖部のコンパートメント。減数分裂と半数体の生殖細胞の開発は、免疫学的障壁14を形成する根尖部のコンパートメントで発生します。
BTB …
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作品は著名な若い学者 (BK20150047)、自然科学の国立キー R & D 中国プログラム (2016YFA0500902)、国家自然科学基金、中国の (31471228、31771653)、江蘇省の科学技術振興財団によって支えられました。江蘇省 (BK20140897、14KJA180005) と K.Z. に江蘇省の革新的かつ起業家プログラムの基礎
Materials
| Capillary puller | SUTTER INSTRUMENT (USA) | P-97 | |
| 10x PBS | Hyclone (USA) | SH30258.01 | dilution to 1× in ddH2O |
| 4’,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) | Sigma (USA) | F6057 | |
| Adhesion microscope slides | CITOGLAS (China) | 80312-3161 | |
| Cadmium chloride | Sigma (USA) | 655198-5G | |
| Confocal microscope | Zeiss (Germany) | LSM700 | |
| Dust-free paper | Kimberly-Clark (USA) | 34120 | |
| Inulin-FITC | Sigma (USA) | F3272 | |
| Microinjection capillaries | Zhengtianyi (China) | BJ-40 | 1.0 mm × 0.8 mm × 100 mm |
| Micropipette beveler | NARISHIGE (JAPAN) | EG-400 | |
| OCT | SAKURA (JAPAN) | 4583 | |
| Paraformaldehyde | Sigma (USA) | P6148 | |
| Pentobarbital sodium | Merck (Germany) | P11011 | |
| Shaver | Yashen (China) | ||
| Stereo microscope | Nikon (JAPAN) | SMZ1000 | |
| Sucrose | Sangon Biotech (China) | A610498 | |
| Surgical instruments | Stronger (China) | scissors, forceps, needle holder | |
| Syringe | KDL (China) | 20163150518 | 0.45 mm × 0.16 mm RW LB |
| thermostatic heater | KELL (Nanjing, China) | KEL-2010 | |
| 10x TBS, pH 7.6 | |||
| 0.2 M Tris | Sangon Biotech (China) | A600194 | |
| 1.37 M Nacl | Sangon Biotech (China) | A610476 |
Riferimenti
- Mruk, D. D., Cheng, C. Y. Sertoli-Sertoli and Sertoli-germ cell interactions and their significance in germ cell movement in the seminiferous epithelium during spermatogenesis. Endocrine Reviews. 25 (5), 747-806 (2004).
- Wen, Q., et al. Transport of germ cells across the seminiferous epithelium during spermatogenesis-the involvement of both actin- and microtubule-based cytoskeletons. Tissue Barriers. 4 (4), e1265042 (2016).
- Wang, C. Q., Cheng, C. Y. A seamless trespass: germ cell migration across the seminiferous epithelium during spermatogenesis. Journal of Cell Biology. 178 (4), 549-556 (2007).
- Fijak, M., Meinhardt, A. The testis in immune privilege. Immunological Reviews. 213, 66-81 (2006).
- O’Bryan, M. K., Hedger, M. P. Inflammatory Networks in the Control of Spermatogenesis Chronic Inflammation in an Immunologically Privileged Tissue?. Molecular Mechanisms In Spermatogenesis. 636, 92-114 (2008).
- Li, N., Wang, T., Han, D. Structural cellular and molecular aspects of immune privilege in the testis. Frontiers in Immunology. 3, 152 (2012).
- Mruk, D. D., Cheng, C. Y. The Mammalian Blood-Testis Barrier: Its Biology and Regulation. Endocrine Review. 36 (5), 564-591 (2015).
- Govero, J., et al. Zika virus infection damages the testes in mice. Nature. 540 (7633), 438-442 (2016).
- Jenabian, M. A., et al. Immune tolerance properties of the testicular tissue as a viral sanctuary site in ART-treated HIV-infected adults. AIDS. 30 (18), 2777-2786 (2016).
- Holembowski, L., et al. TAp73 is essential for germ cell adhesion and maturation in testis. Journal Of Cell Biology. 204 (7), 1173-1190 (2014).
- Legendre, A., et al. An engineered 3D blood-testis barrier model for the assessment of reproductive toxicity potential. Biomaterials. 31 (16), 4492-4505 (2010).
- Setchell, B. P., Waites, G. M. Changes in the permeability of the testicular capillaries and of the ‘blood-testis barrier’ after injection of cadmium chloride in the rat. Journal of Endocrinology. 47 (1), 81-86 (1970).
- Griswold, M. D. The central role of Sertoli cells in spermatogenesis. Seminars in Cell & Developmental Biology. 9 (4), 411-416 (1998).
- Cheng, C. Y., Mruk, D. D. The blood-testis barrier and its implications for male contraception. Pharmacological Reviews. 64 (1), 16-64 (2012).
- Mruk, D. D., Cheng, C. Y. An in vitro system to study Sertoli cell blood-testis barrier dynamics. Methods Molecular Biology. 763, 237-252 (2011).
- Orth, J. M. Proliferation of Sertoli cells in fetal and postnatal rats: a quantitative autoradiographic study. Anatomical Record. 203 (4), 485-492 (1982).
- Lee, N. P. Y., Mruk, D., Lee, W. M., Cheng, C. Y. Is the cadherin/catenin complex a functional unit of cell-cell actin-based adherens junctions in the rat testis?. Biology of Reproduction. 68 (2), 489-508 (2003).
- Bai, S., et al. A Germline-Specific Role for the mTORC2 Component Rictor in Maintaining Spermatogonial Differentiation and Intercellular Adhesion in Mouse Testis. Molecular Human Reproduction. 24 (5), 244-259 (2018).
- Korhonen, H. M., et al. DICER Regulates the Formation and Maintenance of Cell-Cell Junctions in the Mouse Seminiferous Epithelium. Biology of Reproduction. 93 (6), 139 (2015).
- Loir, M. Trout Sertoli cells and germ cells in primary culture: I. Morphological and ultrastructural study. Gamete Research. 24 (2), 151-169 (1989).
- Chen, H., et al. Monitoring the Integrity of the Blood-Testis Barrier (BTB): An In Vivo Assay. Methods in Molecular Biology. 1748, 245-252 (2018).
