말의 난 모세포에서의 염색체 분리, 히스톤 아세틸 화 및 스핀들 형태의 분석
Summary
이 원고는 형태 학적 및 생화학 적으로 말의 난 모세포를 특성화하기위한 실험적 접근법을 기술한다. 특히, 본 연구는 초음파 유도 난자 채취 (OPU)에 의한 미성숙 및 성숙한 난 모세포를 수집하는 방법과 염색체 분리, 스핀들 형태, 전 세계 히스톤 아세틸 화 및 mRNA 발현을 조사하는 방법을 설명한다.
Abstract
보조 생식 분야는 여성, 동반자 동물 및 멸종 위기 종의 불임 치료를 위해 개발되었습니다. 말의 보조 생식은 또한 스포츠 경력을 방해하지 않고 높은 수행자의 배아 생산을 허용하고 높은 유전 적 가치의 암말로부터 도태 한 새끼 수의 증가에 기여합니다. 본 원고는 난자 채취 (OPU)를 이용하여 말의 난소에서 미성숙 및 성숙 난 모세포를 채취하는 과정을 설명한다. 이 난 모세포는 마우스에서 이전에 개발 된 프로토콜을 적용하여 이수 배수 체의 발병률을 조사하는데 사용되었다. 특히, 중기 II 세포 (MII) 난 모세포의 염색체와 중심체 (centromeres)는 공 촛점 레이저 현미경 검사 후 순차적 초점 계획에서 형광으로 분류되고 계수되었다. 이 분석은 미성숙 난 모세포가 난포에서 채취 되고 생체 외에서 성숙되었을 때 이수 배수체 비율에서 더 높은 발병률을 나타냈다.생체 내. 특정 라이신 잔기에서 튜 불린 및 히스톤 4의 아세틸 화 형태에 대한 면역 염색 또한 감수 분열의 형태 및 히스톤 아세틸 화의 전체 패턴에서의 차이를 나타냈다. 마지막으로, 역전사 및 정량적 PCR (q-PCR)에 의해 히스톤 탈 아세틸 화 효소 (HDAC) 및 아세틸 트랜스퍼 라제 (HAT)를 코딩하는 mRNA의 발현을 조사 하였다. 시험 관내 및 생체 내에서 성숙한 난 모세포 사이 에서 전사 물의 상대적인 발현에 차이는 관찰되지 않았다. oocyte 성숙 동안 전사 활동의 일반적인 침묵과 일치하여 총 전사 양의 분석은 mRNA 안정성 또는 분해를 나타낼 수 있습니다. 따라서 이러한 결과는 다른 번역 및 번역 후 규정이 영향을받을 수 있음을 나타냅니다.
전반적으로,이 연구는 형태학 및 생화학 적으로 말의 난 모세포, cell 유형은 낮은 샘플 가용성으로 인해 연구하기 매우 어렵습니다. 그러나, 그것은 생식 생물학 및 monovulatory 종족에 불임에 대한 우리의 지식을 확장 할 수 있습니다.
Introduction
여성, 동반자 동물 및 멸종 위기에 처한 종의 불임 치료를 위해 광범위한 재현 기술이 개발되었습니다. 임상 환경에서 가장 보편적 인 절차 중 하나는 초음파 유도 질식 흡입, 난자 채집 (OPU) 1 에 의한 난소에서 난태 (metaphase) II (MII) 단계 난 모세포를 회수하는 것입니다. 이 난 모세포는 수용체 자궁에 이식 된 배아와 함께 시험 관내 (IVF)에서 수정된다. MII- 단계 (성숙한) 난 모세포는 외인성 생식선 자극 호르몬의 투여 후에 회수된다. 그러나이 치료법은 일부 환자에서 난소과 자극 증후군 (OHSS) 2 의 발병과 관련이 있습니다.
한 번 모낭에서 분리 된 자발적으로 감수 분열을 재개하기위한 완전히 성장한 미숙 난 모세포 (GV-stage)의 내재적 인 능력을 이용하여, 관리자없이 성숙한 난 모체를 얻을 수 있습니다gonadotropin 조율 3 . 이 과정은 난자 시험관 내 성숙 (IVM)이라고 불리우며 생식 기술을 돕는 데있어 덜 약물 지향적이고 덜 비싸며 환자 친화적 인 접근 방식을 의미합니다. 그러나 체외 에서 성숙 된 난 모세포 를 이용한 배아 발달의 성공은 일반적 으로 생체 내에서 성숙한 난 모세포보다 더 낮다. 가능한 설명은 체외에서 성숙한 난 모세포가 염색체 분리의 오류에 더 영향을 받고, 결과 배수체가 정상 배아 발생을 저해한다는 것이다.
IVM 동안의 염색체 오 분류의 분자 적 기초를 이해하는 것은 궁극적으로이 기술의 잠재력을 밝혀 줄 것입니다. 이 정맥 에서 in vitro에서 성숙한 난 모세포의 형태 학적 및 생화학 적 특징을 생체 내 성숙과 비교하는 실험 접근법ed oocytes는 7 , 8에 기술되어 있다. 구체적으로, 미성숙 및 성숙 난 모세포의 OPU 및 미성숙 난 모세포의 IVM 절차는 실험 모델로서 성인 및 자연 사이클링 말을 사용하여 설명됩니다. 그런 다음 immunofluorescence 및 이미지 분석은 염색체 분리, 스핀들 형태 및 이러한 배우자의 히스톤 아세틸 화의 전체적인 패턴을 조사하는 데 사용됩니다. 마지막으로 mRNA 발현 분석을 위해 역전사 및 정량적 PCR 프로토콜을 설명합니다.
설치류 동물 모델과 비교하여 말은 유전자 조작을 허용하지 않으며 조작하기가 쉽지 않으며 값 비싼 유지 관리가 필요합니다. 그러나이 모델은 난 모세포 생리학과의 유사성으로 인해 난 모세포의 성숙에 대한 연구에 상당한 관심을 보이고있다 9 , 10 </ sup>. 더욱이, 말에서 IVM-IVF의 신뢰할 수있는 프로토콜의 개발은 높은 유전 적 가치의 암말로부터의 새끼의 수를 증가시킬 수 있기 때문에 상당한 경제적 이익을 갖는다.
난 모세포 (oocytes), 특히 독성이있는 종에서 실험을 수행하는 데있어 한계 중 하나는 제한된 샘플 가용성입니다. 이 한계는 샘플 손실을 최소화하는 염색체 계수를 수행하기 위해 이전에 생쥐에서 개발 된 접근법을 말 난 모세포 13 , 14 로 조정하여 여기서 극복되었습니다 (다른 가능한 기술과의 비교에 대한 설명 참조). 또한, 트리플 형광 얼룩 프로토콜은 동일한 샘플에 대한 여러 분석을 수행하기 위해 최적화되었으며, q – PCR 분석은 2 oocytes의 수영장에서만 수행되었습니다.
전반적으로, 본 연구는 형태 학적 및 생화학 적으로 cha낮은 샘플 가용성으로 인해 연구하기가 극히 어려운 세포 유형 인 말 oocyte를 괴롭 히고 있습니다. 그러나, 그것은 생식 생물학 및 monovulatory 종족의 불임에 대한 우리의 지식을 확장 할 수 있습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
비록 IVM이 20 년 이상 말에서 수행되었지만, 우리는 인간에게 제안 된 것처럼 난 모세포가 배아 이수 배체의 기원이 될 수 있는지 여부를 아직 모른다. 그 이유는 염색체 계수를위한 난 모세포의 준비가 상당한 표본 손실을 초래할 수 있기 때문일 것입니다. 이를 염두에두고 염색체 분리의 오류를 조사하는 데 사용 된 방법을 조사하여 말의 난 모세포에 적용 할 수있는 가장 적합한 기술을 찾아 냈?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자들은 레이저 스캐닝 공 촛점 현미경 (LSCM) , Philippe Barrière 및 Thierry Blard의 매일 초음파 난소 스캐닝 및 hCG 주입에 대한 지원을 위해 Fabrice Vincent에게 감사드립니다. 이 작품은 부분적으로 "Regione Sardegna and Regione Lombardia"프로젝트 "Ex Ovo Omnia"(보조금 26096200에서 AML로)에 의해 지원되었습니다. "L' Oreal Italia per le Donne e la Scienza 2012"Fellowship (2012 년 FF로 계약), FP7-PEOPLE-2011-CIG, 연구 집행 기관 (REA) "Pro-Ovum"(부여 번호 303640 – VL); 유럽 사회 기금, 인적 자원 개발 부문 별 운영 프로그램 (2007-2013 년 계약 번호 : POSDRU / 89 / 1.5 / S / 62371 in IM)이 공동으로 후원하는 농업 및 수의학 박사 과정이있다. in vivo oocyte collection은 Français du Cheval et de l' Equitation에 의해 지원되었습니다.
Materials
| ultrasound probe | Aloka | UST-5820-7,5 | |
| human chorionic gonadotrophin | centravet | CHO004 | 1500unit/animal IV |
| detomidine | centravet | MED010 | 9-15µg/kg IV |
| butylscopolamine bromure | centravet | EST001 | 0,2mg/kg IV |
| stereomicroscope | NIKON | SMZ-2B | |
| butorphanol | centravet | DOL003 | 10µg/kg IV |
| benzyl-penicillin | centravet | DEP203 IM | 15000UI/animal |
| TCM199 | Sigma-Aldrich | M3769 10X1L | powder for hepes-buffered TCM199 |
| Hepes sodium salt | Sigma-Aldrich | H3784-100G | |
| bovine serum albumin | Sigma-Aldrich | A8806 | |
| heparin | Sigma-Aldrich | H3149-10KU | |
| NaHCO3-buffered TCM199 | Sigma-Aldrich | M2154-500ML | liquid for IVM medium |
| epidermal growth factor | Sigma-Aldrich | E4127 | |
| newborn calf serum | Sigma-Aldrich | N4762-500ML | |
| 4-well dishes | NUNCLON | 144444 | |
| incubator | Heraeus | BB6060 | |
| monastrol | Sigma-Aldrich | M8515 | |
| hyaluronidase | Sigma-Aldrich | H3506 | |
| pronase | Sigma-Aldrich | P5147 | |
| paraformaldehyde | Sigma-Aldrich | P6148 | |
| polyvinyl alcohol | Sigma-Aldrich | 341584 | |
| triton-X 100 | Sigma-Aldrich | T8787 | |
| normal donkey serum | Sigma-Aldrich | D9663 | |
| rabbit anti-Aurora B phospho-Thr232 | BioLegend | 636102 | |
| TRITC-conjugated donkey anti-rabbit IgG | Vector Laboratories | 711-025-152 | |
| Vecta-Shield | Vector Laboratories | H-1000 | |
| YOPRO1 | Thermofisher Scientific | Y3603 | |
| confocal laser scanning microscope | LSM 780 | Zeiss | |
| confocal laser scanning microscope | LSM 700 | Zeiss | |
| ImageJ software | rsb.info. nih.gov/ij/download.html | free resource | |
| mouse anti-alpha-tubulin | Sigma-Aldrich | T8203 | |
| rabbit anti-acH4K16 | Upstate Biotechnology | 07-329 | |
| AlexaFluor 488-coniugated donkey anti-mouse IgG | Life Technologies | A21202 | |
| 4’,6-diamidino-2-phenylindole | Sigma-Aldrich | D8417 | DAPI |
| centrifuge | Eppendorf | 5417R | |
| RNALater | Invitrogen | AM7020 | |
| Luciferase RNA | Promega | L4561 | |
| PicoPure RNA Isolation Kit | Applied Biosystems | 12204-01 | |
| random hexamers | Thermofisher Scientific | N8080127 | |
| mouse Moloney leukaemia virus reverse transcriptase | Thermofisher Scientific | 28025013 | |
| SYBR green supermix | BioRad | 1708880 | |
| specific primers | Sigma-Aldrich | specific primers were designed using Primer3Plus software (free resource) | |
| thermal-cycler | BioRad | MyiQ | |
| mouse monoclonal anti-CENPA | Abcam | ab13939 | |
| mouse monoclonal anti-Aurora B | Abcam | ab3609 | |
Referências
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