נבט השתלת ורקמות testis Xenografting ב עכברים
Summary
הפרוטוקולים של תא החיידק השתלת רקמות xenografting testis מתוארים. תא הנבט השתלת תוצאות spermatogenesis, התורם המופק האשכים הנמען ומהווה assay הכינון מחדש תפקודית לזיהוי בתאי גזע spermatogonial (SSCs). רקמת אשך xenografting מתרבה פיתוח testis ו spermatogenesis של מינים שונים התורמות בעכברים הנמענים.
Abstract
תא חיידק השתלת פותחה על ידי ד"ר ראלף Brinster ועמיתיו באוניברסיטה של פנסילבניה בשנת 1994 1,2. אלה פורצי מחקרים הראו כי microinjection של בתאי הנבט מעכברים התורמות פוריות לתוך tubules seminiferous תוצאות עכברים עקרות הנמען spermatogenesis, התורם נגזר וייצור זרע על ידי בעל חיים הנמען 2. השימוש של גברים שנשאו התורמות זיהוי חיידקי β-galactosidase גן המותר של spermatogenesis, התורם נגזר והעברת haplotype תורם לצאצא על ידי בעלי חיים הנמען 1. באופן מפתיע, לאחר ההשתלה לתוך לומן של tubules seminiferous, בתאי הנבט המושתלים הצליחו לעבור מתא luminal קרום המרתף שבו spermatogonia ממוקמים 3. מקובל כי SSCs רק מסוגלים ליישב נישה מחדש spermatogenesis את testis הנמענים. לכן, נבט התאהשתלת מספק גישה פונקציונלית ללמוד בתאי גזע נישה האשכים ואת לאפיין המשוערים בתאי גזע spermatogonial. נכון להיום, השתלת נבט משמש להבהיר הביולוגיה הבסיסית בתאי גזע, לייצר חיות מהונדס באמצעות מניפולציה גנטית של בתאי הנבט לפני השתלת 4,5, ללמוד Sertoli תא נבט אינטראקציה התא 6,7, SSC ביות והקולוניזציה 3, 8, כמו גם SSC עצמית התחדשות והתמיינות 9,10.
השתלת תא החיידק הוא גם אפשרי במינים גדולים 11. בכל אלה, היישומים העיקריים הם שימור פוריות, הפצת גנטיקה העילית של אוכלוסיות בעלי חיים, ואת הדור של בעלי חיים מהונדס כמו המחקר של spermatogenesis ו SSC ביולוגיה עם טכניקה זו היא לוגיסטית קשה יותר ויקר יותר במכרסמים. השתלת בתאי הנבט של מינים גדולים לתוך tubules seminiferous תוצאות עכברים colonizatיון של תאים התורמות והרחבת spermatogonial, אבל לא בידול המלא שלהם ככל הנראה בשל אי התאמה של תא מקבל תא סומטי עם בתאי הנבט ממינים רחוקים פילוגנטי 12. גישה חלופית היא השתלת בתאי הנבט של מינים גדולים יחד עם תא סומטי המקיף שלהם. אנו דיווח לראשונה בשנת 2002, כי שברים קטנים של רקמות אשך של גברים בשלים המושתלים מתחת לעור הגב של עכברים immunodeficient מסוגלים לשרוד ולעבור פיתוח מלא עם ייצור של זרע להפריה המוסמכת 13. מאז רקמת אשך xenografting הוכח להצליח מינים רבים ויצאו כתחליף יקר ללמוד פיתוח testis ו spermatogenesis של בעלי חיים גדולים בעכברים 14.
Protocol
Discussion
1. תא חיידק השתלת
תא חיידק השתלת מספק assay רק פונקציונלי אישור חד משמעי של נוכחות בתאי גזע spermatogonial (SSCs) באוכלוסייה התא. SSCs רק יכול הביתה ו ליישב את הנישה SSC על קרום במרתף וליזום התורם הנגזרות spermatogenesis. נבט השתלת איפשר ללמוד ולטפל SSCs באו?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
העבודה מהמעבדה סופרים כבר נתמך על ידי משרד החקלאות / CSREES / NRICGP (2007-35203-18213); NIH / NCRR (2 RR17359 R01-06), NIH / NIEHS (1 R21 ES014856-01A2) ו אלברטה מתפתחת – פתרונות בריאות.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number |
| Collagenase (type IV) | Sigma | C5138 |
| Trypsin-EDTA | Invitrogen | 25200-056 |
| DNaseI | Sigma | DN25 |
| DMEM | Invitrogen | 31053-028 |
| Trypan blue stain | Invitrogen | 15250-061 |
| Nylon mesh cell strainer | BD biosciences | 352340 (40μm) 352350 (70μm) |
| Busulfan | Sigma | B2635 |
| Thin-Wall Glass Capillaries | World Precision Instrument | TW 100-3 |
| BD intramedic plyethylene tubing (PE100) | BD | CA-63018-725 |
| Ethicon 6-0 Silk Suture | Ethicon | 706G |
| Wound clips | BD | 427631 |
| Sigmacote | Sigma | SL2 |
| X-gal | Sigma | B4252 |
| Potassium Ferrocyanide | Sigma | P9387 |
| Potassium Ferricyanide | Sigma | P3667 |
| magnesium chloride | Sigma | 208337 |
| sodium deoxycholate | Sigma | D6750 |
| N,N-Dimethylformamide | Sigma | D4551 |
| Igepal CA-630 | Sigma | 18896 |
Referências
- Brinster, R. L., Avarbock, M. R. Germline transmission of donor haplotype following spermatogonial transplantation. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 91 (24), 11303-11303 (1994).
- Brinster, R. L., Zimmermann, J. W. Spermatogenesis following male germ-cell transplantation. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 91 (24), 11298-11298 (1994).
- Nagano, M., Avarbock, M. R., Brinster, R. L. Pattern and kinetics of mouse donor spermatogonial stem cell colonization in recipient testes. Biology of Reproduction. 60 (6), 1429-1429 (1999).
- Nagano, M., Brinster, C. J., Orwig, K. E. Transgenic mice produced by retroviral transduction of male germ-line stem cells. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 98 (23), 13090-13090 (2001).
- Ryu, B. Y., Orwig, K. E., Oatley, J. M. Efficient generation of transgenic rats through the male germline using lentiviral transduction and transplantation of spermatogonial stem cells. Journal of Andrology. 28 (2), 353-353 (2007).
- Hess, R. A., Cooke, P. S., Hofmann, M. C. Mechanistic insights into the regulation of the spermatogonial stem cell niche. Cell Cycle. 5 (11), 1164-1164 (2006).
- Oatley, M. J., Racicot, K. E., Oatley, J. M. Sertoli cells dictate spermatogonial stem cell niches in the mouse testis. Biology of Reproduction. 84 (4), 639-639 (2011).
- Nagano, M. C. Homing efficiency and proliferation kinetics of male germ line stem cells following transplantation in mice. Biology of Reproduction. 69 (2), 701-701 (2003).
- Kubota, H., Avarbock, M. R., Brinster, R. L. Growth factors essential for self-renewal and expansion of mouse spermatogonial stem cells. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 101 (47), 16489-16489 (2004).
- Oatley, J. M., Avarbock, M. R., Telaranta, A. I. Identifying genes important for spermatogonial stem cell self-renewal and survival. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 103 (25), 9524-9524 (2006).
- Dobrinski, I. Germ cell transplantation and testis tissue xenografting in domestic animals. Animal Reproduction Science. 89 (1-4), 137-137 (2005).
- Dobrinski, I., Avarbock, M. R., Brinster, R. L. Transplantation of germ cells from rabbits and dogs into mouse testes. Biology of Reproduction. 61 (5), 1331-1331 (1999).
- Honaramooz, A., Snedaker, A., Boiani, M. Sperm from neonatal mammalian testes grafted in mice. Nature. 418 (6899), 778-778 (2002).
- Rodriguez-Sosa, J. R., Dobrinski, I. Recent developments in testis tissue xenografting. Reproduction. 138 (2), 187-187 (2009).
- Dobrinski, I., Rathi, R. Ectopic grafting of mammalian testis tissue into mouse hosts. Methods in Molecular Biology. 139, 450-450 (2008).
- Rodriguez-Sosa, J. R., Schlatt, S., Dobrinski, I., Seli, E., Agarwal, A. Testicular tissue transplantation for fertility preservation. Fertility Preservation: Emerging Technologies and Clinical Applications. , 331-331 (2011).
- Rathi, R., Honaramooz, A., Zeng, W. Germ cell fate and seminiferous tubule development in bovine testis xenografts. Reproduction. 130 (6), 923-923 (2005).
- Rathi, R., Honaramooz, A., Zeng, W. Germ cell development in equine testis tissue xenografted into mice. Reproduction. 131 (6), 1091-1091 (2006).
- Kim, Y., Selvaraj, V., Pukazhenthi, B. Effect of donor age on success of spermatogenesis in feline testis xenografts. Reproduction, Fertility, and Development. 19 (7), 869-869 (2007).
- Arregui, L., Rathi, R., Zeng, W. Xenografting of adult mammalian testis tissue. Animal Reproduction Science. 106 (1-2), 65-65 (2008).
- Schlatt, S., Honaramooz, A., Ehmcke, J. Limited survival of adult human testicular tissue as ectopic xenograft. Human Reproduction. 21 (2), 384-384 (2006).
- Shinohara, T., Avarbock, M. R., Brinster, R. L. beta1- and alpha6-integrin are surface markers on mouse spermatogonial stem cells. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 96 (10), 5504-5504 (1999).
- Kanatsu-Shinohara, M., Toyokuni, S., Shinohara, T. CD9 is a surface marker on mouse and rat male germline stem cells. Biology of Reproduction. 70 (1), 70-70 (2004).
- Ryu, B. Y., Orwig, K. E., Oatley, J. M. Effects of aging and niche microenvironment on spermatogonial stem cell self-renewal. Stem Cells. 24 (6), 1505-1505 (2006).
- Costoya, J. A., Hobbs, R. M., Barna, M. Essential role of Plzf in maintenance of spermatogonial stem cells. Nature Genetics. 36 (6), 653-653 (2004).
- Morrow, C. M., Hostetler, C. E., Griswold, M. D. ETV5 is required for continuous spermatogenesis in adult mice and may mediate blood testes barrier function and testicular immune privilege. Annals of the New York Academy of Sciences. 1120, 144-144 (2007).
- Zeng, W., Snedaker, A. K., Megee, S. Preservation and transplantation of porcine testis tissue. Reproduction, Fertility and Development. 21 (3), 489-489 (2009).
- Jahnukainen, K., Ehmcke, J., Hergenrother, S. D. Effect of cold storage and cryopreservation of immature non-human primate testicular tissue on spermatogonial stem cell potential in xenografts. Human Reproduction. 22 (4), 1060-1060 (2007).
- Rathi, R., Zeng, W., Megee, S. Maturation of testicular tissue from infant monkeys after xenografting into mice. Endocrinology. 149 (10), 5288-5288 (2008).
- Honaramooz, A., Li, M. W., Penedo, M. C. Accelerated maturation of primate testis by xenografting into mice. Biology of Reproduction. 70 (5), 1500-1500 (2004).
