İnsan Antral Foliküllerinden Soya Özgü Hücrelerin Ekstraksiyonu, Etiketlenmesi ve Saflaştırılması
Summary
Burada, yumurtalık hücrelerinin antral foliküllerden tanımlanması ve saflaştırılması için protokoller sunuyoruz. Kortikal şeritlerin kriyoprezervasyonu için tüm yumurtalıkların işlenmesi için yöntemler üzerinde dururken, aynı zamanda granüloza, teka, endotelyal, hematopoetik ve stromal hücreler de dahil olmak üzere çoklu folikül yerleşik hücre tiplerini serbest bırakmak için enzimatik olarak muamele edilen bozulmamış antral folikülleri hasat ediyoruz.
Abstract
Yumurtaların aktivasyonu, büyümesi, gelişmesi ve olgunlaşması, sadece yumurtalığın çoklu hücre tipleri arasında değil, aynı zamanda hipotalamik / hipofiz / yumurtalık devresindeki çoklu kontrol noktaları arasında koordine edilen karmaşık bir süreçtir. Yumurtalık içinde, yumurtalık folikülleri içindeki oosit ile yakın ilişki içinde çok sayıda özelleşmiş hücre tipi büyür. Bu hücrelerin biyolojisi, yardımcı üreme tedavilerinin yan ürünleri olarak kolayca geri kazanıldıkları sonraki aşamalarda iyi tanımlanmıştır. Bununla birlikte, doğrudan yumurtalıktan izole edilen küçük antral foliküllerin derinlemesine analizi, insan yumurtalık dokusunun azlığı ve yardımcı üreme tedavisi gören hastalarda yumurtalıklara sınırlı erişim nedeniyle yaygın olarak yapılmamaktadır.
Kortikal şeritlerin kriyoprezervasyonu için tüm yumurtalıkların işlenmesi için kullanılan bu yöntemler, yumurtalık yerleşik hücrelerinin eşzamanlı tanımlanması / izolasyonu ile antral folikül gelişiminin erken aşamalarının yüksek çözünürlüklü analizini sağlar. Antral folikülleri enzimatik olarak tedavi ederek ve granüloza, teka, endotelyal, hematopoetik ve stromal hücreleri ayırarak ayrık hücre tiplerini izole etmek için protokoller gösteriyoruz. Hücrelerin antral foliküllerden çeşitli boyutlarda ve gelişim aşamalarında izolasyonu, folikül büyümesini ve yumurtalık fizyolojisini yönlendiren hücresel ve moleküler mekanizmaların kapsamlı analizini sağlar ve folikül mikroortamını özetlemek için in vitro olarak kültürlenebilen canlı hücrelerin bir kaynağını sağlar.
Introduction
İnsan yumurtalıklarının birincil fonksiyonel elemanları, oositlerin büyümesini ve gelişimini yöneten foliküllerdir. Foliküler hücrelerin izolasyonu için protokoller in vitro fertilizasyon bağlamında iyi bir şekilde oluşturulmuştur, ancak bunlar sadece oosit elde etme noktasında luteinize foliküllerden hücrelerin toplanması için uygundur1. Doğal yumurtalıklardan veya ksenotransplante edilmiş yumurtalık dokusundan kaynaklanan farklı gelişim aşamalarında ayrı hücre popülasyonlarının antral foliküllerden izole edilmesini sağlayan bir protokol geliştirdik2. Folikül yerleşik hücrelerinin oosit yetiştiriciliğine katkılarının son derece önemli olduğu konusunda fikir birliği olmasına rağmen, az sayıda çalışma antral evre foliküllerinde bulunan benzersiz fenotipik alt tipleri prospektif olarak tanımlamış ve çıkarmıştır. Farklı gelişim aşamalarında uzmanlaşmış hücreler arasındaki farklılaşma hiyerarşisinin ve sinyal iletiminin daha derin bir şekilde anlaşılması, homeostatik ve patolojik koşullar altında yumurtalık fizyolojisi anlayışımızı genişletebilir. Ayrıca, ayrık hücresel alt tiplerin ayırt edilmesi ve folikül büyümesine / olgunlaşmasına moleküler katkıları, oosit olgunlaşmasını teşvik etmek ve / veya endokrin disfonksiyonu tedavi etmek için yumurtalık fonksiyonunu yeniden yapılandıran ex vivo vekiller üretmenin bir yolunu sağlayabilir.
Yumurtalık içindeki her benzersiz hücre tipi, içerdiği oositin büyümesini ve olgunlaşmasını teşvik etmek için ayrı bir mini organ olarak etkili bir şekilde işlev gören folikülün karmaşık işlevine katkıda bulunur. Folikülün merkezi olan oosit, doğrudan sürekli bir granüloza hücresi tabakası (GC’ler) ile sarılır, teka hücreleri (TC’ler), foliküler üniteyi oluşturmak için oosit ve GC’lerle birleşen ikincil bir hücre tabakası oluşturur. İki gruba ayrılmasına rağmen, GC’ler ve TC’ler çok sayıda alt tip içerir. GC’ler folikül içindeki konumlarına göre sınıflandırılır; Bazal membrana bitişik olanlara karşı oositi çevreleyen GC’ler sırasıyla ooforlu ve duvar GC’leri olarak tanımlanır ve bu alt tipler benzersiz transkriptomik imzalar gösterir. TC’lerin steroidojenik, metabolik ve yapısal destek sağlamak için işlev gören çok sayıda alt tipi vardır. Endotelyal, perivasküler ve immün hücreler normal over fizyolojisinin korunmasında merkezi bir rol oynar. Yumurtalık stroması sadece folikül büyümesi için bir substrat olarak hizmet etmekle kalmaz, aynı zamanda TC’lere yol açan bir progenitör kaynağı sağlar. Yumurtalık içindeki bu çok katmanlı hücresel alt tip kompleksi, hem endokrin hem de üreme organı olarak işlev görmesini sağlayan şeydir.
Bu yazıda antral foliküllerden granüloza, teka, stromal, endotel ve hematopoetik hücrelerin tanımlanması ve saflaştırılması için bir protokol sunulmaktadır. Bu protokolü, bu yumurtalık hücrelerini izole etmek ve bunları tek hücreli dizileme kullanarak analiz etmek, ardından farklı gelişim aşamalarındaki foliküllerde spesifik boyama yapmak için kullandık. Protokol, tekrarlanabilir ve yumurtalık fizyolojisinin ve patolojisinin yüksek çözünürlüklü analizini sağlayacak basit bir metodoloji sağlar.
Protocol
Representative Results
Discussion
Yumurtalık foliküllerindeki hücresel çeşitliliğin daha iyi çözülmesi çeşitli nedenlerden dolayı klinik olarak önemlidir. Yukarıdaki protokolün antral evre foliküllerinde bulunan benzersiz fenotipik alt tiplerin izolasyonuna uygulanmasında, çeşitli faktörler göz önünde bulundurulmalıdır. İlk olarak, antral folikülün türetildiği yumurtalık dokusunun sağlığı ve canlılığı, hücrelerin kalitesini ve aşağı akış uygulamalarının başarısını belirlemede kritik öneme sahiptir. Bu, …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar, Queenie Victorina Neri Araştırma Bursu Ödülü (DJ) ve Hung-Ching Liu Araştırma Bursu Ödülü’nün (LM) desteğini kabul etmektedir. N.L.G, NYSTEM Kök Hücre ve Rejeneratif Tıp doktora sonrası eğitim hibesi ile desteklenmektedir.
Materials
| Chemicals, reagents | |||
| Antibiotic-Antimycotic 100x | Thermo Fisher Scientific | 15240062 | Anti-Anti |
| Antifade Mountant solution | Thermo Fisher Scientific | P36930 | ProLong Gold |
| Collagenase from Clostridium histolyticum | Millipore Sigma | C 2674 | |
| DAPI | Thermo Fisher Scientific | D1306 | |
| Dispase II, powder | Thermo Fisher Scientific | 17105041 | |
| DMSO | Millipore Sigma | D 2650 | Dimethyl sulfoxide |
| DPBS, no calcium, no magnesium | Thermo Fisher Scientific | 14190144 | |
| Enzyme Cell Detachment Medium | Thermo Fisher Scientific | 00-4555-56 | Accutase |
| Fetal Bovine Serum, heat-inactivated | Thermo Fisher Scientific | 10438026 | |
| Hanks′ Balanced Salt solution | Thermo Fisher Scientific | 14175079 | no calcium, no magnesium, no phenol red |
| Leibovitz’s L-15 medium | Thermo Fisher Scientific | 11415064 | |
| Normal Saline | Quality Biological | 114-055-101 | |
| Sucrose | Millipore Sigma | S 1888 | |
| Freezing Medium (100 mL, filtered through a 0.2 micron filter) | |||
| – 69.64 mL of Leibovitz's L-15 | |||
| – 17.66 mL of fetal bovine serum | |||
| – 3.42 g of sucrose | |||
| – 10.65 mL of DMSO | |||
| – 1 mL of antibiotic-antimycotic | |||
| Lab Plasticware and Supplies | |||
| 6-well Clear Flat Bottom Not Treated | Corning | 351146 | Falcon |
| Cell Strainer 100 µm | Fisher scientific | 352360 | Corning, Falcon |
| Cryovials | Thermo Fisher Scientific | 377267 | CryoTube 1.8 mL |
| Petri dish, D x H 150 mm x 25 mm | Millipore Sigma | CLS430599 | 60EA |
| Round-Bottom Polystyrene Test Tubes with Cell Strainer Snap Cap, 5 mL | Fisher scientific | 352235 | Corning, Falcon |
| Vacuum Filter/Storage Bottle System, 0.22 µm | Corning | 431154 | |
| Antibodies | |||
| ANPEP | BioLegend | 301703 | |
| CD34 | R&D Systems | FAB7227A | |
| CD45 | BioLegend | 304019 | |
| CD55 | BioLegend | 311306 | |
| CD 99 | BioLegend | 371308 | |
| PVRL | BioLegend | 340404 | |
| Surgical tools | |||
| long forceps (~150 mm length) | Fisherbrand | 12-000-128 | Fisher Scientific |
| medium forceps (~110 mm length) | Fisherbrand | 12-000-157 | Fisher Scientific |
| number 21 scalpel | Andwin Scientific | EF7281H | Fisher Scientific |
| number 11 scalpel | Andwin Scientific | FH/CX7281A | Fisher Scientific |
| sharp fine curved scissors | Roboz Surgical | RS-5881 | |
| Instruments | |||
| FACSJazz Flourescence activated cell sorter | BD | ||
| LSM 710 META Confocal microscope | Zeiss |
Referências
- Aghadavod, E., et al. Isolation of granulosa cells from follicular fluid; Applications in biomedical and molecular biology experiments. Advanced Biomedical Research. 4, 250 (2015).
- Man, L., et al. Comparison of human antral follicles of xenograft versus ovarian origin reveals disparate molecular signatures. Cell Reports. 32 (6), 108027 (2020).
- Schmidt, K. L., Ernst, E., Byskov, A. G., Nyboe Andersen, A., Yding Andersen, C. Survival of primordial follicles following prolonged transportation of ovarian tissue prior to cryopreservation. Human Reproduction. 18 (12), 2654-2659 (2003).
- Jensen, A. K., et al. Outcomes of transplantations of cryopreserved ovarian tissue to 41 women in Denmark. Human Reproduction. 30 (12), 2838-2845 (2015).
- Newton, H., Aubard, Y., Rutherford, A., Sharma, V., Gosden, R. Low temperature storage and grafting of human ovarian tissue. Human Reproduction. 11 (7), 1487-1491 (1996).
- Man, L., et al. Chronic superphysiologic AMH promotes premature luteinization of antral follicles in human ovarian xenografts. Science Advances. 8 (9), 7315 (2022).
- Gougeon, A. Dynamics of follicular growth in the human: A model from preliminary results. Human Reproduction. 1 (2), 81-87 (1986).
- Richards, J. S., Ren, Y. A., Candelaria, N., Adams, J. E., Rajkovic, A. Ovarian follicular theca cell recruitment, differentiation, and impact on fertility: 2017 update. Endocr Rev. 39 (1), 1-20 (2018).
- Asiabi, P., Dolmans, M. M., Ambroise, J., Camboni, A., Amorim, C. A. In vitro differentiation of theca cells from ovarian cells isolated from postmenopausal women. Human Reproduction. 35 (12), 2793-2807 (2020).
- Dalman, A., Totonchi, M., Valojerdi, M. R. Establishment and characterization of human theca stem cells and their differentiation into theca progenitor cells. Journal of Cellular Biochemistry. 119 (12), 9853-9865 (2018).
