Seks Hormonu Üretimini Azaltmak için Murin Orşiektomi ve Ovariektomi
Summary
Bu el yazması, hayatta kalma kemirgen orkiektomilerini ve yumurtalıklarını hızlı bir şekilde gerçekleştirmenin tutarlı bir yolunu açıklamaktadır.
Abstract
Seks hormonu sinyali, çoklu organ sistemlerinde ve nörodejeneratif hastalık da dahil olmak üzere çeşitli hastalıkların ilerlemesinde kritik bir rol oynar. Fare model sisteminde cinsiyet hormonu seviyelerinin manipülasyonu, organlar / dokular üzerindeki etkilerinin ve hastalığın ilerlemesinin incelenmesine izin verir. Orşiektomi – testislerin cerrahi olarak çıkarılması – ve yumurtalıkların cerrahi olarak çıkarılması – endojen seks hormonlarını tüketmek için bir yöntem sağlar, böylece kesin hormon seviyeleri ilaç veya diğer dağıtım yöntemleriyle sağlanabilir. Burada, cinsiyet hormonlarının azaltılması için murin model sisteminde hem orşiektomi hem de ovariektomi için hızlı ve minimal invaziv yöntemler sunuyoruz. Bu protokol, testislerin skrotal keseden cerrahi hazırlığını ve eksizyonu ile yumurtalıkların sağ ve sol lateral dorsumdan iki kesiden çıkarılmasını detaylandırır.
Introduction
Testisler ve yumurtalıklar, seks hormonu üretiminden sorumlu birincil organlardır. Testosteron ve östrojen üretimine yol açan hormonal iletişim kademesi, hipotalamusta gonadotropin salgılatıcı hormonun (GnRH) salınmasıyla başlayan iyi karakterize edilmiş bir süreçtir1. GnRH salınımı, hipofiz bezinden luteinize edici hormon (LH) ve folikül uyarıcı hormon (FSH) salınımına neden olur. Bu hormonlar kan dolaşımına girdiğinde, vücuttaki diğer dokuları etkiler. LH’nin birincil hedefi testisler (erkeklerde) ve yumurtalıklardır (kadınlarda)2. LH’ye yanıt olarak, testisler testosteron3 üretir ve serbest bırakır. Benzer şekilde, yumurtalıklar östrojen4 üretir. Bu hormonların amaçlanan etkileri, hücreleri ve vücudu döllenmeye hazırlamak ve işleyen bir üreme sistemi sağlamak olsa da, diğer birçok vücut sistemi etkilenebilir.
Cinsiyet hormonları çeşitli fizyolojik işlevlerle ilişkilendirilmiştir. Örneğin östrojen, kemiğin osteoklastlar tarafından emilmesini önleyerek kemik homeostazının korunmasına yardımcı olur. Bu nedenle, osteoporoz 5,6,7 gibi kemik hastalıklarının fizyolojisini incelemek için yumurtalıklı fare modelleri kullanılabilir. Testosteron ve östrojen ayrıca birçok kardiyovasküler ve nörodejeneratif hastalık için araştırma hedefleridir. Son zamanlarda, yüksek yağlı diyetle birlikte yüksek testosteron üretimi, vasküler oksidatif stres ile ilişkilendirilmiştir8. Beyinde, ovariektomi sonrası LH’deki değişiklikler uzamsal bellekte değişikliklere neden olmuştur9. Yumurtalıkektomiyi takiben östrojenlerin azaltılması, hipokampusta hücre ölümünü incelemek için bir model sistem haline gelmiştir, çünkü bu, apoptozu indükleyebilir ve hafıza eksikliklerine neden olabilir10. Testosteron ayrıca böbrek naklini takiben hem fare modellerinde hem de insanlarda böbreklerin büyümesinde rol oynamıştır11.
Hormondan yoksun bir fare modelinin oluşturulması, cinsiyet hormonlarının ve bunların hormonlarının çeşitli hastalıklar veya dokular üzerindeki kademeli olarak incelenmesine izin verir. Bu, testislerin (orşiektomi) veya yumurtalıkların (ovariektomi) cerrahi olarak çıkarılmasıyla gerçekleştirilebilir. Bu prosedür, sütten kesme yaşı (yirmi bir gün) veya herhangi bir yetişkin yaşı kadar küçükken herhangi bir suştaki farelerde gerçekleştirilebilir. Dişi farelerde ovariektomi, erkek farelerde ise orşiektomi yapılır. Bu organları çıkararak, östrojen ve testosteron seviyeleri ve progesteron gibi türevlerinin çoğu büyük ölçüde azaltılabilir12,13. Farelerde orkiektomi veya yumurtalık yapma süreci, uygun teknikle hızlı ve minimal invaziv olabilir. Bu organların güvenli ve verimli bir şekilde hızlı bir şekilde çıkarılması, doğru yapıldığında %100 hayatta kalma oranına sahip olarak fare sayılarını minimumda tutarken hızlı cerrahi işlemlere izin verebilir. Burada, testislerin ve yumurtalıkların hızlı eksizyonu için bir protokolü detaylandırıyoruz ve araştırmacıların bu ameliyatı hızlı ve güvenli bir şekilde gerçekleştirmelerini sağlamak için uygun ameliyat sonrası izlemeyi gösteriyoruz. Cerraha bu prosedürü gerçekleştirirken anatomik işaretler sağlamak için cinsiyet organlarının ve çevresindeki dokuların görsel örneklerini de dahil ediyoruz.
Protocol
Representative Results
Discussion
Testislerin ve yumurtalıkların cerrahi olarak çıkarılması, kontrollü hormon yoksunluğu altında murin fizyolojisinin incelenmesine izin verir. Bu teknik, nörodejenerasyon, mineral metabolizması, kardiyovasküler ve üreme sağlığıdahil olmak üzere birçok bilim alanı için önemlidir 15,16,17,18,19,20,21.<…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Texas Üniversitesi Güneybatı Tıp Merkezi Hayvan Kaynak Merkezi’ne cerrahi eğitim ve protokol incelemesindeki yardımları için teşekkür ederiz. Wert Lab destek ekibine paha biçilmez yardımları için teşekkür ederiz. Bu çalışma Ulusal Sağlık Enstitüsü’nün (NIH P30EY030413) fonlarıyla desteklenmiştir. Biorender.com, çizgi film şemalarının oluşturulmasında kullanıldı.
Materials
| 1mL Syringe | BD | 309659 | |
| 30G 1/2" Needle | BD | 305106 | |
| AutoClip System | Fine Science Tools | 12020-00 | |
| Betadine Solution | Fisher Scientific | NC0158124 | |
| Cotton-Tipped Applicators | Fisher Scientific | 10-000-692 | |
| Double -ended Micro Spatula | Fine Science Tools | 10091-12 | |
| Galilean Loupes | Fine Science Tools | 28050-30 | Optional, can provide better clarity during procedure |
| Gauze Sponges, 4"x4" | Fisher Scientific | 13-761-52 | |
| Graefe Forceps | Fine Science Tools | 11150-10 | |
| High Temp Cautery Kit | Fine Science Tools | 18010-00 | Using the fine tip attachment |
| Needle Holders | Fine Science Tools | 12001-13 | |
| PGA Absorbable Suture:4-0 / NFS-2 Reverse Cutting 19MM / 30 IN | Covetrus | 29242 | 4-0 or 5-0 Absorbable sutures are best |
| Rodent Warming pad | Kent Scientific | RT-0515 | |
| Sterile Alcohol Prep Pads | Fisher Scientific | 22-363-750 | |
| Straight Locking Micro Needle Holders | Fine Science Tools | 12060-01 | |
| Surgical Scissors | Fine Science Tools | 140-60-09 | |
| Vannas Spring Scissors – 2.5mm Cutting Edge | Fine Science Tools | 15000-08 | |
| Veet Sensitive Hair Remover Gel Cream | Amazon | N/A | |
| Wahl Professional Animal Compact Trimmer and Grooming Kit, Blue | Amazon | #9861-900 |
Referências
- Kaprara, A., Huhtaniemi, I. T. The hypothalamus-pituitary-gonad axis: Tales of mice and men. Metabolism. 86, 3-17 (2018).
- Stamatiades, G. A., Kaiser, U. B. Gonadotropin regulation by pulsatile GnRH: Signaling and gene expression. Molecular and Cellular Endocrinology. 463, 131-141 (2018).
- Plant, T. M., Marshall, G. R. The functional significance of FSH in spermatogenesis and the control of its secretion in male primates. Endocrine Reviews. 22 (6), 764-786 (2001).
- Fuentes, N., Silveyra, P. Estrogen receptor signaling mechanisms. Advances in Protein Chemistry and Structural Biology. 116, 135-170 (2019).
- Guo, X., Yu, X., Yao, Q., Qin, J. Early effects of ovariectomy on bone microstructure, bone turnover markers and mechanical properties in rats. BMC Musculoskeletal Disorder. 23 (1), 316 (2022).
- Yu, H., et al. High-mobility group box chromosomal protein-1 deletion alleviates osteoporosis in OVX rat model via suppressing the osteoclastogenesis and inflammation. Journal of Orthopedic Surgery and Research. 17 (1), 232 (2022).
- Sun, J., et al. Quercetin attenuates osteoporosis in orchiectomy mice by regulating glucose and lipid metabolism. Frontiers in Endocrinology (Lausanne). 13, 849544 (2022).
- Costa, R. M., et al. Testosterone contributes to vascular dysfunction in young mice fed a high fat diet by promoting nuclear factor E2-related factor 2 downregulation and oxidative stress. Frontiers in Physiology. 13, 837603 (2022).
- Bohm-Levine, N., Goldberg, A. R., Mariani, M., Frankfurt, M., Thornton, J. Reducing luteinizing hormone levels after ovariectomy improves spatial memory: Possible role of brain-derived neurotrophic factor. Hormones and Behavior. 118, 104590 (2020).
- Pandey, R., et al. Estrogen deficiency induces memory loss via altered hippocampal HB-EGF and autophagy. Journal of Endocrinology. 244 (1), 53-70 (2020).
- Laouari, D., et al. The sexual dimorphism of kidney growth in mice and humans. Kidney International. 102 (1), 78-95 (2022).
- Ström, J. O., Theodorsson, A., Ingberg, E., Isaksson, I. M., Theodorsson, E. Ovariectomy and 17β-estradiol replacement in rats and mice: a visual demonstration. Journal of Visualized Experiments. (64), e4013 (2012).
- Valkenburg, K. C., Amend, S. R., Pienta, K. J. Murine prostate micro-dissection and surgical castration. Journal of Visualized Experiments. (111), e53984 (2016).
- Pritchett-Corning, K. R., Luo, Y., Mulder, G. B., White, W. J. Principles of rodent surgery for the new surgeon. Journal of Visualized Experiments. (47), e2586 (2011).
- Haider, A., et al. Role of sex hormones in modulating myocardial perfusion and coronary flow reserve. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 49 (7), 2209-2218 (2022).
- Joll, J. E., Bersi, M. R., Nyman, J. S., Merryman, W. D. Evaluation of early bilateral ovariectomy in mice as a model of left heart disease. American Journal of Physiology Heart-Circulartory Physiology. 322 (6), H1080-H1085 (2022).
- Lu, H., Ma, K., Jin, L., Zhu, H., Cao, R. 17β-estradiol rescues damages following traumatic brain injury from molecule to behavior in mice. Journal of Cell Physiology. 233 (2), 1712-1722 (2018).
- Meydan, S., et al. Effects of testosterone on orchiectomy-induced oxidative damage in the rat hippocampus. Journal of Chemical Neuroanatomy. 40 (4), 281-285 (2010).
- Ohlson, N., Bergh, A., Persson, M. L., Wikström, P. Castration rapidly decreases local insulin-like growth factor-1 levels and inhibits its effects in the ventral prostate in mice. Prostate. 66 (16), 1687-1697 (2006).
- Tehranipour, M., Moghimi, A. Neuroprotective effects of testosterone on regenerating spinal cord motoneurons in rats. Journal of Motor Behavior. 42 (3), 151-155 (2010).
- Yamada, K., et al. The impact of ovariectomy on olfactory neuron regeneration in mice. Chemical Senses. 45 (3), 203-209 (2020).
- Koebele, S. V., Bimonte-Nelson, H. A. Modeling menopause: The utility of rodents in translational behavioral endocrinology research. Maturitas. 87, 5-17 (2016).
