공동 설계 된 내 피 세포와 인간 난소 조직 이식: 세포 기반 전략 결합 가속 직접 Paracrine 배달 관류
Summary
일부 환자에 대 한 다 산 보존에 대 한 유일한 옵션은 난소 직물의 cryopreservation. 불행히도, 지연된 revascularization follicular 생존을 위태롭게합니다. 여기, 우리는 공동 bioactive 분자의 직접 paracrine 배달 가속 결합 세포 기반 전략으로 활용 관류에 대 한 내 피 세포와 인간 난소 조직을 이식 하는 프로토콜을 제시.
Abstract
불 임은 화학요법 또는 방사선 치료와 일부 환자에 대 한 빈번한 부작용, oocytes 또는 배아의 cryopreservation는 옵션이 아니다. 대신,이 환자의 증가 cryopreserve autograft 위한 난소 조직을 선택 하는 복구 및 면제. 개선 결과 자동-cryopreserved 난소 조직 이식 받은 환자 중에 불구 하 고 효율적인 revascularization 이식할 조직의 주요 장애물 남아 있습니다. 허 혈을 완화 하 고 따라서 자동 이식 환자에 있는 결과 개선, 우리 난소 조직 관류 가속을 위한 혈관 세포 기반 전략 개발. 마우스가 종이 식 모델에서 cryopreserved 난소 조직으로 외 인 내 피 세포 (경영진)의 공동 이식 하는 방법을 설명합니다. 우리는 지속적인된 paracrine 난소 이식에 대 한 입력 신호를 활성화 constitutively 안티 Mullerian 호르몬 (AMH)를 표현 하기 위해 설계 되었습니다 경영진을이 이렇게 확장. 그리고 임원으로 공동 이식 증가 follicular 볼륨과 향상 된 antral 여 포 개발, AMH 표현 임원 승진 무부하 원시 낭의 보존. 이 결합 된 전략 허 혈을 완화 및 다 산 보존 불 임 대형의 컨텍스트에서 follicular 활성화 변조에 대 한 유용한 도구 있을 수 있습니다.
Introduction
개발된 된 세계에서 죽음의 주요 원인 가운데 암 남아 아직 수 십년 연구의 중요 한 진행 암, 그리고 일부의 경우 거의 두 배로 생존 율1에 대부분의 종류에 대 한 굴복 했다. 불행히도, 종종 화학요법 에이전트는 gonadotoxic, 원시 낭 난소에서의 파괴 및 불 임2감소. 그러나이 인구 증가 다 산 보존 oocyte 또는 배아 cryopreservation 등의 다양 한 방법에서 혜택을 받을 수,, 암 치료와 사전 pubertal 환자의 신속한 개시를 요구 하는 환자는 이러한 옵션에 적격이 지 않다. 대신, 일부 환자는 전과 그들의 치료 처방 사업 복구 및 면제, 자동 이식 조직 다 산3복원 시 난소 조직 cryopreserve 선택 했습니다. 그러나, 날짜, 이식 생존 및 follicular 출력 자동 이식 다음에 상대적으로 낮은4, 조직 허 혈과 저 산소 증5,,67때문에 주로 남아 있습니다. 난소의 피 질 이식의 생존 능력을 개선 하기 위해 수많은 노력에도 불구 하 고 안티 oxidants8,9, 프로-신생 cytokines10,,1112,1 사용 하 여 3또는 기계적인 조작14이식 허 혈 5-7 일 창 포스트 이식 가능성 및 이식7의 생존 저해. 이 해결 하기 위해 우리는 호스트와 이식 혈관의 문 합을 촉진 하기 위하여 따라서 난소 조직의 reperfusion 서두르는 셀 기반 전략을 개발 했다.
포스트 이식 창에서 이식할된 난소 조직에 허 혈 성 모욕 뿐만 아니라 간 follicular 신호 중단 풀15,16의 고갈에 기여할 수 있습니다. 외 인 내 피 세포 (임원)는 이식의 주변에 있는 혈관을 안정적이 고 기능에 기여, 때문에 그들은 이식된 조직에 정의 된 분자 입력을 전달 하는 독특한 기회를 제시. 원리의 증거로, 경영진 안티 Mullerian 호르몬 (AMH), 소 낭 모양 성장17제한 표시 되었습니다 변형 성장 인자 베타 (TGFβ) superfamily의 구성원의 익스프레스 슈퍼 생리 적 수준으로 설계 했다. 공동 제어와 AMH 표현 세포 이식 이식 follicular 분포의 비교는 생물 학적 활동 엔지니어링된 경영진의 힘을 확인 합니다.
요약 하자면, 이식 가능성 및 억제 조 동원 follicular 풀을 개선 하 여이 이렇게 자동 이식 환자 다 산 보존 난소 조직의 생산성을 증가할 수 있다. 또한, ExEC 기반 플랫폼 follicular 개발에 연루 되어 분자 레 귤 레이 터의 실험 심문 수 있습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
여기 우리 경영진의 그 공동 이식 보여 난소 조직 생존 능력 및 기능 마우스에이 종이 식 다음에 상당한 혜택을 제공 합니다. 난소 조직 자동-다 산 보존을 위한 이식의 임상 적용에 대 한 표준을 설정 하 고 최적의 매개 변수 (크기, 이식 사이트, 이식 등의 기간) 되지 않은 32 , 33 , 34 follicular 풀의 향상 된 복구에 대 한 정?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
오마르 알렉산더 남자 그림에 대 한입니다.
들어가게 과학 센터와는 ASRM 연구 보조금 및 임 코넬 임상에서 파일럿 수상에 의해 지원 되었다.
저자는 제임스 연구소 회원 원고의 중요 한 독서에 대 한 감사 하 고 싶습니다.
Materials
| Leibovitz’s L-15 medium | Gibco | 11415064 | |
| Antibiotic-Antimycotic | Gibco | 15240062 | Anti-Anti X100 |
| Sucrose | Sigma | S 1888 | |
| Fibrinogen | Sigma | F 8630 | from bovine plasma |
| Thrombin | Sigma | T 1063 | from human plasma |
| DMSO | Sigma | D 2650 | |
| DMEM | Gibco | 12491015 | |
| Enzyme Cell Detachment Medium | Invitrogen | 00-4555-56 | Accutase |
| Plastic paraffin film | Bemis NA | Parafilm M | |
| Surgical paper tape 2.5 cm | 3M | 1530-1 | Micropore |
| Surgical Paper tape 1.25 cm | 3M | 1530-0 | Micropore |
| Perforated plastic Surgical tape 1.25 cm | 3M | 1527-0 | Transpore |
| Monofilament Absorbable Suture | Covidien | UM-203 | Biosyn |
| Braided Absorbable Suture | Covidien | GL-889 | Polysorb |
| Povidone-iodine Solution USP 10% | Purdue Products | 67618-153-01 | Betadine Solution Swab Stick |
| Cryoviales | Nunc | 377267 | CryoTube |
| sterile ocular lubricant | Dechra | 17033-211-38 | Puralube |
| 1.7 ml micro-centrifuge tube | Denville | C-2172 | Eppendorf |
| Anasthesia system | VetEquip | V-1 table top system with scavenging | |
| Endothelial cells | Angiocrine Biosciences, Inc., San Diego, CA, USA | Isolated, transfected with E4-ORF- 1 and labeled endothelial cells | |
| Trichrome stain | Sigma | HT15-1kt | Trichrome Stain (Masson) Kit |
| Isolectin | Invitrogen | I32450 | isolectin GS-IB4 From Griffonia simplicifolia, Alexa Fluor™ 647 Conjugate |
References
- Siegel, R. L., Miller, K. D., Jemal, A. Cancer Statistics, 2017. CA Cancer J Clin. 67 (1), 7-30 (2017).
- Magelssen, H., Melve, K. K., Skjaerven, R., Fossa, S. D. Parenthood probability and pregnancy outcome in patients with a cancer diagnosis during adolescence and young adulthood. Hum Reprod. 23 (1), 178-186 (2008).
- Donnez, J., Dolmans, M. M., Diaz, C., Pellicer, A. Ovarian cortex transplantation: time to move on from experimental studies to open clinical application. Fertil Steril. 104 (5), 1097-1098 (2015).
- Stoop, D., Cobo, A., Silber, S. Fertility preservation for age-related fertility decline. Lancet. 384 (9950), 1311-1319 (2014).
- Aubard, Y., et al. Orthotopic and heterotopic autografts of frozen-thawed ovarian cortex in sheep. Hum Reprod. 14 (8), 2149-2154 (1999).
- Newton, H., Aubard, Y., Rutherford, A., Sharma, V., Gosden, R. Low temperature storage and grafting of human ovarian tissue. Hum Reprod. 11 (7), 1487-1491 (1996).
- Van Eyck, A. S., et al. Electron paramagnetic resonance as a tool to evaluate human ovarian tissue reoxygenation after xenografting. Fertil Steril. 92 (1), 374-381 (2009).
- Nugent, D., Newton, H., Gallivan, L., Gosden, R. G. Protective effect of vitamin E on ischaemia-reperfusion injury in ovarian grafts. J Reprod Fertil. 114 (2), 341-346 (1998).
- Kim, S. S., et al. Quantitative assessment of ischemic tissue damage in ovarian cortical tissue with or without antioxidant (ascorbic acid) treatment. Fertil Steril. 82 (3), 679-685 (2004).
- Abir, R., et al. Improving posttransplantation survival of human ovarian tissue by treating the host and graft. Fertil Steril. 95 (4), 1205-1210 (2011).
- Friedman, O., et al. Possible improvements in human ovarian grafting by various host and graft treatments. Hum Reprod. 27 (2), 474-482 (2012).
- Shikanov, A., et al. Fibrin encapsulation and vascular endothelial growth factor delivery promotes ovarian graft survival in mice. Tissue Eng Part A. 17 (23-24), 3095-3104 (2011).
- Soleimani, R., Heytens, E., Oktay, K. Enhancement of neoangiogenesis and follicle survival by sphingosine-1-phosphate in human ovarian tissue xenotransplants. PLoS One. 6 (4), e19475 (2011).
- Israely, T., Dafni, H., Nevo, N., Tsafriri, A., Neeman, M. Angiogenesis in ectopic ovarian xenotransplantation: multiparameter characterization of the neovasculature by dynamic contrast-enhanced MRI. Magn Reson Med. 52 (4), 741-750 (2004).
- Buratini, J., Price, C. A. Follicular somatic cell factors and follicle development. Reprod Fertil Dev. 23 (1), 32-39 (2011).
- Dunlop, C. E., Anderson, R. A. The regulation and assessment of follicular growth. Scand J Clin Lab Invest Suppl. 244, 13-17 (2014).
- Durlinger, A. L., et al. Control of primordial follicle recruitment by anti-Müllerian hormone in the mouse ovary. Endocrinology. 140 (12), 5789-5796 (1999).
- Schmidt, K. L., Ernst, E., Byskov, A. G., Nyboe Andersen, A., Yding Andersen, C. Survival of primordial follicles following prolonged transportation of ovarian tissue prior to cryopreservation. Hum Reprod. 18 (12), 2654-2659 (2003).
- Jensen, A. K., et al. Outcomes of transplantations of cryopreserved ovarian tissue to 41 women in Denmark. Hum Reprod. 30 (12), 2838-2845 (2015).
- Oktay, K., Newton, H., Aubard, Y., Salha, O., Gosden, R. G. Cryopreservation of immature human oocytes and ovarian tissue: an emerging technology?. Fertil Steril. 69 (1), 1-7 (1998).
- Shultz, L. D., et al. Human lymphoid and myeloid cell development in NOD/LtSz-scid IL2R gamma null mice engrafted with mobilized human hemopoietic stem cells. J Immunol. 174 (10), 6477-6489 (2005).
- Ramalingam, R., Rafii, S., Worgall, S., Brough, D. E., Crystal, R. G. E1(-)E4(+) adenoviral gene transfer vectors function as a "pro-life" signal to promote survival of primary human endothelial cells. Blood. 93 (9), 2936-2944 (1999).
- Seandel, M., et al. Generation of a functional and durable vascular niche by the adenoviral E4ORF1 gene. Proc Natl Acad Sci U S A. 105 (49), 19288-19293 (2008).
- Meirow, D., et al. Cortical fibrosis and blood-vessels damage in human ovaries exposed to chemotherapy. Potential mechanisms of ovarian injury. Hum Reprod. 22 (6), 1626-1633 (2007).
- Assidi, M., et al. Identification of potential markers of oocyte competence expressed in bovine cumulus cells matured with follicle-stimulating hormone and/or phorbol myristate acetate in vitro. Biol Reprod. 79 (2), 209-222 (2008).
- Thakur, S. C., Datta, K. Higher expression of hyaluronan binding protein 1 (HABP1/p32/gC1qR/SF2) during follicular development and cumulus oocyte complex maturation in rat. Mol Reprod Dev. 75 (3), 429-438 (2008).
- Dolmans, M. M., et al. Short-term transplantation of isolated human ovarian follicles and cortical tissue into nude mice. Reproduction. 134 (2), 253-262 (2007).
- Amorim, C. A., et al. Impact of freezing and thawing of human ovarian tissue on follicular growth after long-term xenotransplantation. J Assist Reprod Genet. 28 (12), 1157-1165 (2011).
- Kawamura, K., et al. Hippo signaling disruption and Akt stimulation of ovarian follicles for infertility treatment. Proc Natl Acad Sci U S A. 110 (43), 17474-17479 (2013).
- Suzuki, N., et al. Successful fertility preservation following ovarian tissue vitrification in patients with primary ovarian insufficiency. Hum Reprod. 30 (3), 608-615 (2015).
- Campbell, B. K., Clinton, M., Webb, R. The role of anti-Müllerian hormone (AMH) during follicle development in a monovulatory species (sheep). Endocrinology. 153 (9), 4533-4543 (2012).
- Donnez, J., et al. Restoration of ovarian activity and pregnancy after transplantation of cryopreserved ovarian tissue: a review of 60 cases of reimplantation. Fertil Steril. 99 (6), 1503-1513 (2013).
- Ferreira, M., et al. The effects of sample size on the outcome of ovarian tissue cryopreservation. Reprod Domest Anim. 45 (1), 99-102 (2010).
- Gavish, Z., Peer, G., Roness, H., Cohen, Y., Meirow, D. Follicle activation and ‘burn-out’ contribute to post-transplantation follicle loss in ovarian tissue grafts: the effect of graft thickness. Hum Reprod. 30 (4), 1003 (2015).
- Donnez, J., Dolmans, M. M. Fertility Preservation in Women. N Engl J Med. 377 (17), 1657-1665 (2017).
- Salama, M., Woodruff, T. K. New advances in ovarian autotransplantation to restore fertility in cancer patients. Cancer Metastasis Rev. 34 (4), 807-822 (2015).
- Donnez, J., Dolmans, M. M. Ovarian cortex transplantation: 60 reported live births brings the success and worldwide expansion of the technique towards routine clinical practice. J Assist Reprod Genet. 32 (8), 1167-1170 (2015).
- Meirow, D., et al. Transplantations of frozen-thawed ovarian tissue demonstrate high reproductive performance and the need to revise restrictive criteria. Fertil Steril. 106 (2), 467-474 (2016).
- Kalich-Philosoph, L., et al. Cyclophosphamide triggers follicle activation and “burnout”; AS101 prevents follicle loss and preserves fertility. Sci Transl Med. 5 (185), 185ra162 (2013).
- Kano, M., et al. AMH/MIS as a contraceptive that protects the ovarian reserve during chemotherapy. Proc Natl Acad Sci U S A. 114 (9), E1688-E1697 (2017).
