جرثومة زرع الخلايا والأنسجة الخصية Xenografting في الفئران
Summary
ويرد وصف بروتوكولات لجرثومة خلية زرع أنسجة الخصية وxenografting. نتائج زرع الخلايا الجرثومية في الحيوانات المنوية من المانحين المشتقة في الخصيتين المستفيدة وتمثل إعادة فحص وظيفي لتحديد الخلايا الجذعية spermatogonial (SSCs). خصية الانسجة xenografting يستنسخ تطوير خصية وتكوين الحيوانات المنوية من نوع مختلف الجهات المانحة في الفئران المتلقي.
Abstract
وقد وضعت زرع الخلايا الجرثومية الدكتور رالف Brinster وزملاؤه في جامعة ولاية بنسلفانيا في عام 1994، 1،2. وأظهرت هذه الدراسات الرائدة التي microinjection من الخلايا الجرثومية من الفئران المانحة خصبة في الأنيبيبات المنوية من العقم المستفيدة الفئران نتائج في تكوين الحيوانات المنوية والجهات المانحة والمستمدة من إنتاج الحيوانات المنوية من حيوان المتلقي 2. استخدام الذكور المانحة التي تحمل الجينات البكتيرية تحديد β-غالاكتوزيداز سمح الحيوانات المنوية من الجهات المانحة، والمستمدة من انتقال النمط الفرداني المانحة للنسل الحيوانات من قبل المستفيد 1. من المستغرب، بعد زرع في تجويف الأنيبيبات المنوية، وكانت الخلايا الجرثومية المزروعة قادرة على التحرك من مقصورة اللمعية إلى الغشاء القاعدي حيث تقع أمهات المني 3. ومن المسلم به عموما أن SSCs فقط قادرون على استعمار المتخصصة وتكوين الحيوانات المنوية إعادة تأسيس في الخصية المتلقي. الخلية الجرثومية لذلك،زرع يقدم نهجا وظيفية متخصصة لدراسة الخلايا الجذعية في الخصية وتميز المفترضة الخلايا الجذعية spermatogonial. حتى الآن، ويتم استخدام زرع الخلايا الجرثومية لتوضيح الأساسية بيولوجيا الخلايا الجذعية، لإنتاج حيوانات معدلة وراثيا من خلال التلاعب الجيني للخلايا الجرثومية قبل زرع 4،5، لدراسة سيرتولي التفاعل خلية خلية جرثومة 6،7، SSC صاروخ موجه والاستعمار 3، 8، وكذلك التعاون بين بلدان الجنوب الذاتي تجديد والتمايز 9،10.
زرع الخلايا الجرثومية هو أيضا ممكنا في الأنواع الكبيرة 11. في هذه، والتطبيقات الرئيسية هي الحفاظ على الخصوبة، ونشر علم الوراثة النخبة في قطعان الحيوانات، وجيل من الحيوانات المعدلة وراثيا كما في دراسة الحيوانات المنوية والبيولوجيا محكمة أمن الدولة مع هذه التقنية هو لوجستيا أكثر صعوبة وتكلفة مما كانت عليه في القوارض. زرع الخلايا الجرثومية من الأنواع الكبيرة في الأنيبيبات المنوية من نتائج الفئران في colonizatايون الخلايا المانحة وتوسيع spermatogonial، ولكن ليس في التفريق بشكل كامل بسبب عدم التوافق المفترض إلى الخلية المتلقية مقصورة جسدية مع الخلايا الجرثومية من الأنواع بعيد phylogenetically 12. نهج بديل هو زرع الخلايا الجرثومية من الأنواع الكبيرة جنبا إلى جنب مع مقصورة على جسدي المحيطة بها. نحن لاول مرة في عام 2002، أن شظايا صغيرة من نسيج الخصية من الذكور غير ناضج زرعها تحت جلد ظهري من الفئران العوز المناعي قادرون على البقاء على قيد الحياة والخضوع التام لتطوير انتاج الحيوانات المنوية إخصاب المختصة 13. ومنذ ذلك الحين وقد تبين أنسجة الخصية xenografting أن تكون ناجحة في كثير من الأنواع، وبرز بوصفه بديلا قيما لدراسة تطور الخصية والحيوانات المنوية من الحيوانات الكبيرة في الفئران 14.
Protocol
Discussion
1. جرثومة خلية زرع
جرثومة زرع الخلايا يوفر فحص وظيفي فقط لتأكيد لا لبس فيه من وجود خلايا جذعية spermatogonial (SSCs) في عدد السكان الخلية. يمكن SSCs فقط موطنا لواستعمار محراب محكمة أمن الدولة في الغشاء القاعدي والشروع المانحة المشتقة من الحيوا…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وقد تم دعم العمل من المختبر الكتاب من قبل وزارة الزراعة الأمريكية / CSREES / NRICGP (2007-35203-18213)؛ المعاهد الوطنية للصحة / NCRR (2 RR17359 R01-06)، المعاهد الوطنية للصحة / معهد علوم الصحة البيئية (1-R21 ES014856 01A2) ويبتكر ألبرتا – حلول الصحة.
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).
