ヒト卵胞の遺伝子発現解析
Summary
ここでは、凍結融解皮質組織からヒト卵巣卵胞を単離して遺伝子発現解析を行う方法を概説するプロトコルについて説明します。
Abstract
卵巣は、異なる細胞型で構成される不均一な器官です。卵胞形成中に起こる分子機構を研究するために、タンパク質の局在化および遺伝子発現を固定組織上で行うことができる。しかし、ヒトの卵胞における遺伝子発現レベルを適切に評価するためには、この複雑で繊細な構造を分離する必要があります。したがって、ウッドラフの研究室によって以前に記述された適応プロトコルは、卵胞(卵母細胞および顆粒膜細胞)を周囲の環境から分離するために開発されました。卵巣皮質組織は、最初に手動で処理され、組織スライサーと組織チョッパーの2つのツールを使用して小さな断片が得られます。次に、組織を0.2%コラゲナーゼおよび0.02%DNaseで少なくとも40分間酵素消化します。この消化ステップは、37°Cおよび5%CO2 で行われ、10分ごとに培地の機械的ピペッティングを伴う。インキュベーション後、単離された卵胞は、顕微鏡倍率下で較正されたマイクロキャピラリーピペットを使用して手動で収集されます。卵胞がまだ組織片に存在する場合、手順は手動の微小解剖で完了します。卵胞は培養液中の氷上で収集され、リン酸緩衝生理食塩水の液滴で2回すすがれます。この消化手順は、卵胞の劣化を避けるために慎重に管理する必要があります。卵胞の構造が損なわれているように見えるか、最大90分後に、10%ウシ胎児血清を含む4°Cブロッキング溶液で反応を停止します。リアルタイム定量ポリメラーゼ連鎖反応(RT-qPCR)のためのRNA抽出後に適切な量の総RNAを得るために、最低20個の単離された卵胞(75μm未満のサイズ)を収集する必要があります。抽出後、20個の卵胞からの総RNAの定量は5 ng / μLの平均値に達します。次に、全RNAをcDNAにレトロ転写し、RT-qPCRを使用して目的の遺伝子をさらに分析します。
Introduction
卵巣は、皮質内の卵胞および間質を含む機能的および構造的単位からなる複雑な器官である。卵胞形成は、卵胞の活性化、成長、および原始静止状態から受精し、初期の胚発生をサポートすることができる成熟卵胞への成熟までのプロセスであり、研究1で広く研究されています。この現象を引き起こすメカニズムを解明することで、女性の不妊治療を改善する可能性があります2。固定されたヒト組織の分析により、卵巣の機能単位内のタンパク質発現と遺伝子局在の評価が可能になります3,4。ただし、卵胞内の遺伝子発現レベルを正確に評価するには、卵胞を周囲の皮質から分離するための特定の技術が必要です。したがって、以前の研究では、卵巣の機能単位から直接遺伝子発現を分析できるように卵胞分離技術が開発されました5。酵素消化および/または機械的単離、ならびにレーザー捕捉マイクロダイセクションなど、組織片内の卵胞の分離を可能にするさまざまなアプローチが開発されています6、7、8、9。卵胞単離は、ヒトまたは動物の卵巣組織のいずれかで、発生のすべての段階で卵胞の遺伝子発現プロファイルを評価するために広く使用されています10、11、12。ただし、最適な分離手順は、密な皮質内の卵胞の脆弱な構造を考慮に入れるべきであり、したがって、損傷を避けるために注意して実行する必要があります7。この原稿は、Woodruffの研究室によって記述されたプロトコルから適応された、遺伝子発現分析を実行するために凍結融解卵巣皮質からヒト卵胞を分離する手順を説明しています13。
凍結ヒト組織からの卵巣卵胞単離の最初のステップは解凍手順です。このプロセスは、前述のように、凍結保存された卵巣組織の移植に使用される臨床プロトコルに基づいて実行されます14、15。このプロセスは、培地の濃度を下げて卵巣皮質をすすぐことにより、凍結保護剤を除去することを目的としています。次に、卵胞を回収するために酵素的および機械的単離の前に組織を断片化する。異なる段階の卵胞は、関心のあるものを分離するために、高倍率および高品質の光学系を備えた実体顕微鏡を使用して区別することができる。単離された各卵胞は、顕微鏡に統合された定規を使用して測定され、卵胞は、原始卵胞(30 μm)、一次卵胞(60 μm)、二次卵胞(120-200 μm)、および胞状卵胞(>200 μm)の発達段階に応じてプールできます16。卵胞の形態に従ってさらなる分類を行うことができます:原始卵胞は1層の平らな顆粒膜細胞(GC)を有し、一次卵胞は1層の直方体GCを有し、二次卵胞は少なくとも2層の直方体GCを有し、そしてGC間の空洞の存在は胞状段階を特徴付ける。目的の卵胞が選択されると、RNA抽出が行われます。RNAの量と質は、リアルタイム定量ポリメラーゼ連鎖反応(RT-qPCR)の前に評価されます(図1)。
Protocol
Representative Results
Discussion
卵巣組織の凍結保存は、がん患者の生殖能力を維持するための有望なアプローチです。診療所では、融解した皮質組織が寛解後に患者に移植され、卵巣機能と生殖能力の再開が可能になります19,20。臨床使用に加えて、卵胞形成を調節するメカニズムを研究するために、保存期間の終わりに研究のために残留卵巣断片を提供することもできます。さ…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この研究は、Excellence of Science(EOS)助成金(ID:30443682)によってサポートされました。ベルギー国立科学財団(FNRS)の准研究員。
Materials
| 2 mm gridded Petri dish | Corning | 430196 | |
| 2100 Bioanalyzer instrument | Agilent | G2939BA | |
| 2100 Expert software | Agilent | version B.02.08.SI648 | |
| 4-wells plate | Sigma Aldrich | D6789 | |
| 6-wells plate | Carl Roth | EKX5.1 | |
| Agilent total RNA 6000 pico kit | Agilent | 5067-1513 | |
| Ascorbic acid | Sigma Aldrich | A4403 | |
| Aspirator tube assemblies for microcapillary pipettes | Sigma Aldrich | A5177 | |
| Centrifuge | Eppendorf | 5424R | |
| Collagenase IV | LifeTechnologies | 17104-019 | |
| DMSO | Sigma Aldrich | D2650 | |
| DNase | Sigma Aldrich | D4527-10kU | |
| FBS | Gibco | 10270-106 | |
| GoScript reverse transcriptase | Promega | A5003 | |
| HSA | CAF DCF | LC4403-41-080 | |
| Leibovitz-15 | LifeTechnologies | 11415-049 | |
| L-Glutamine | Sigma Aldrich | G7513 | |
| McCoy’s 5A + bicarbonate + Hepes | LifeTechnologies | 12330-031 | |
| McIlwain tissue chopper | Stoelting | 51350 | |
| Microcapillary RI EZ-Tips 200 µm | CooperSurgical | 7-72-2200/1 | |
| Microcapillary RI EZ-Tips 75 µm | CooperSurgical | 7-72-2075/1 | |
| NanoDrop 2000/2000c operating software | ThermoFisher | version 1.6 | |
| NanoDrop spectrophotometer | ThermoFisher | 2000/2000c | |
| Penicillin G | Sigma Aldrich | P3032 | |
| PowerTrack SYBR green master mix | ThermoFisher | A46109 | |
| Primers: GDF9 | F: CCAGGTAACAGGAATCCTTC R: GGCTCCTTTATCATTAGATTG | ||
| Primers: HPRT | F: CCTGGCGTCGTGATTAGTGAT R: GAGCACACAGAGGGCTACAA | ||
| Primers: Kit Ligand | F: TGTTACTTTCGTACATTGGCTGG R: AGTCCTGCTCCATGCAAGTT | ||
| Real-Time qPCR Quantstudio 3 | ThermoFisher | A33779 | |
| RNAqueous-micro total RNA isolation kit | ThermoFisher | AM1931 | |
| Selenium | Sigma Aldrich | S9133 | |
| Sodium pyruvate | Sigma Aldrich | S8636 | |
| Stereomicroscope | Nikon | SMZ800 | |
| Streptomycine sulfate | Sigma Aldrich | S1277 | |
| Sucrose | Sigma Aldrich | S1888 | |
| Thermo Scientific Forma Series II water-jacketed CO2 incubators | ThermoFisher | 3110 | |
| Thomas Stadie-Riggs tissue slicer | Thomas Scientific | 6727C10 | |
| Transferrin | Roche | 10652202001 |
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