בידוד ואפיון של עכבר Antral ביציות בהתבסס על ארגון הכרומטין nucleolar
Summary
כאן אנו מציגים פרוטוקול לאפיון של ביציות Antral עכבר מבוססות על ארגון nucleolar.
Abstract
This protocol describes a simple and quick method to isolate and characterize mouse antral GV (Germinal Vesicle) oocytes as able (SN, Surrounded Nucleolus) or unable (NSN, Not Surrounded Nucleolus) to develop to the blastocyst stage after in vitro maturation (IVM) and in vitro fertilization (IVF). It makes use of Hoeschst33342 (or any other DNA intercalating dye) able to bind to the heterochromatin of the nucleolus showing a ring in the SN oocytes or not, like in the NSN oocytes. This represents the easiest and quickest way to sort both antral oocytes that can be eventually used for IVM or IVF procedures.
Briefly, the protocol consists of the following steps: hormone injection to stimulate follicular growth; isolation of the oocytes at the GV stage from the antral compartment by puncturing the ovary with a sterile needle; preparation of thin glass pipettes for mouth pipetting of the oocytes; sorting of the oocytes with Hoechst33342 prepared at a supravital concentration; IVM, IVF or any other molecular/cellular analysis.
Unfortunately there are still few evidences to sort SN and NSN oocytes using less invasive techniques. If and once they will be identified, they could be potentially applied to human assisted reproductive technologies, although with several aspects that should be modified. To date, this technique has potential implications to dramatically increase IVM and IVF successful procedures in both endangered and species with economic interest.
Introduction
ביציות Antral גדלו באופן מלא (GV, שלפוחית נבטי) מבודדות מתא Antral של השחלה משמשות באופן שיגרתי למטרות שונות כגון, למשל, המחקר של המנגנונים המולקולריים ותאיים מאחורי התבגרות במבחנה עד שלב Metaphase השני.
למרות ביציות המראה היפות שלהם Antral ביותר, אך לא כולם, הם מסוגלים להשלים מיוזה ולהגיע לשלב הבלסטוציסט; למעשה, במינים רבים של יונקים, כולל בני האדם 1,2, כ -30% מהם לעצור את התפתחותם בשלב 2-התא, אם מתרחשת הפריה 3-5. עד כה, כמה פרמטרים המשמשים להבחין בין ביציות יוכלו לקיים התפתחות העוברית מאלה שאינם מסוגלים לעשות זאת.
לדוגמא, מכתים Cresyl הכחול (BCB) הוא שיטה תקפה כדי למיין את הביציות המבוססים על הפעילות של גלוקוז-6-פוספט-דהידרוגנז למרות התועלת של שיטת מיון זו קשורה לBCB + או הכתמת BCB- היאעדיין מעבדה תלויה 6-8.
שיטה נוספת מבוססת היטב מתגוררת בארגון הכרומטין: אם מוכתם בכל צבעי intercalating DNA (כמו Hoechst33342), 70% מביציות Antral להראות צבע חיובי טבעת סביב הגרעין, והם נקראים מוקף הגרעין (SN), בעוד שנותר 30% להראות אותות חיוביים מנוקדים יותר ונקראים גרעין אינו מוקף (NSN) 3-5. לאחרונה הראו כי היעדר רשתות cytoplasmic 9 (הרב"טים, אתרי אחסון חשובים לmRNA נגזר אימהי והריבוזומים בשני ביציות ועוברי יונקים) 10 ומטה-הרגולציה של מאטר (חיונית להיווצרות רב"טים 11), יחד עם הנוכחות של טיפות שומנים בcytoplasms 9,12, יכולות להיות גורמים נוספים הקשורים לחוסר יכולת ביציות NSN כדי להמשיך מעבר לשלב 2-התא.
למרבה הצער, ניתן ליישם כמה טכניקות כדי למיין SN Antral וביציות NSN ו,מסיבה זו, הפיתוח של שיטה פחות פולשנית (ללא הכתמה גרעינית, נהלי קיבעון או מניפולציה עם טפטפות פה) יכול להיות מאוד חשוב כדי להגדיל את השיעורים של שני פיתוח עובר האדם ובעלי חיים.
במאמר זה, אנו פירוט הפרוטוקול הפשוט ומהיר המשמשים לSN סוג המודעה וביציות Antral NSN מנקבות עכברים לבודד והוא התייחס לכל המדענים מתעניינים במחקר של gametogenesis נקבה, הבשלת ביצית והתפתחות עובר.
Protocol
Representative Results
Discussion
פרוטוקול זה מתאר את השיטה המשמשת כדי לבודד ולסווג ביציות GV Antral העכבר. אין שלבים קריטיים במיוחד כדי להדגיש, עם כמה יוצאים מן הכלל. ראשון: הליך זה צריך להתבצע במהירות אפשרית ל: א) לשמור על החיוניות של הביציות וב) להימנע משינויי pH בטווח הבינוני בשימוש. שני: ביציות צריכה להי…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
M.M. and C.A.R. acknowledge the financial support of the Ministero della Salute, Ricerca Finalizzata/giovani ricercatori anno 2009 of the Fondazione IRCCS Ospedale San Matteo, Pavia (I). M.M and C.A.R. wish to thank Marianna Longo for helping with the images preparation.
Materials
| PMSG | Sigma | G4527 | |
| EmbrioMax M2 | Millipore | MR-015-PD | |
| Hoechst33342 | Thermo Scientific | 62249 | |
| Mineral Oil | Sigma | M8410 | |
| Cell Culture Dish 35mmx10mm | Corning | 430165 | |
| µ-Dish 35mm, high glass bottom | Ibidi | 81158 | |
| Pipette Pasteur Borosilicate | Corning | 7095D-9 | |
| Aspirator tube assemblies for calibrated micropillary pipettes | Sigma | A5177 |
References
- Parfenov, V., Potchukalina, G., Dudina, L., Kostyuchek, D., Gruzova, M. Human antral follicles: oocyte nucleus and the karyosphere formation (electron microscopic and autoradiographic data). Gamete Res. 22 (2), 219-231 (1989).
- Anderiesz, C., Ferraretti, A. P., Magli, C., Fiorentino, A., Fortini, D., Gianaroli, L., Jones, G. M., Trounson, A. O. Effect of recombinant human gonadotropins on human, bovine and murine oocyte meiosis, fertilization and embryonic development in vitro. Human Reprod. 15 (5), 1140-1148 (2000).
- Mattson, B. A., Albertini, D. Oogenesis: Chromatin and microtubule dynamics during meiotic prophase. Mol. Reprod. Dev. 25 (4), 374-383 (1990).
- Debey, P., Szollosi, M. S., Szollosi, D., Vautier, D., Girousse, A., Besomber, D. Competent mouse oocytes isolated from antral follicles exhibit different chromatin organization and follow different maturation dynamics. Mol. Reprod. Dev. 36 (1), 59-74 (1993).
- Zuccotti, M., Piccinelli, A., Giorgi Rossi, P., Garagna, S., Redi, C. A. Chromatin organisation during mouse oocyte growth. Mol. Reprod. Dev. 41 (1-2), 479-485 (1995).
- Wu, Y. G., et al. Selection of oocytes for in vitro maturation by brilliant cresyl blue staining: a study using the mouse model. Cell Res. 17, 722-731 (2007).
- Opiela, Y., Kątska-Książkiewicz, L. The utility of Brilliant Cresyl Blue (BCB) staining of mammalian oocytes used for in vitro embryo production (IVP). Reproductive Biol. 13, 177-183 (2013).
- Labrecque, R., Sirard, M. A. The study of mammalian oocyte competence by transcriptome analysis: progress and challenges. Mol. Human Reprod. 20 (2), 103-116 (2014).
- Monti, M., Zanoni, M., Calligaro, A., Ko, M. S., Mauri, P. L., Redi, C. A. Developmental arrest and mouse antral Not-Surrouded Nucleolus oocyte. Biol. Reprod. 88 (1), 1-7 (2013).
- Yurttas, P., et al. Role for PADI6 and the cytoplasmic lattices in ribosomal storage in oocytes and translational control in the early mouse embryo. Development. 135 (15), 2627-2636 (2008).
- Li, L., Baibakov, B., Dean, J. A subcortical maternal complex essential for preimplantation mouse embryogenesis. Dev. Cell. 15 (3), 416-425 (2008).
- Ami, D., et al. FT-IR spectra signatures of mouse antral oocytes: molecular markers of oocyte maturation and developmental competence. Biochim. Biophys. Acta. 1813 (6), 1220-1222 (2011).
- Fulton, B. P., Whittingam, D. G. Activation of mammalian oocytes by intercellular injection of calcium. Nature. 273 (5658), 149-151 (1978).
- Luttmer, S. J., Longo, F. J. Examination of living and fixed gametes and early embryos stained with supravital fluorochromes (Hoechst 33342 and 3,3′-dihexyloxacarbocyanine iodide). Gamete Res. 15 (3), 267-283 (1986).
- Monti, M., Redi, C. A. The biopolitics of frozen embryos. Int. J. Dev. Biol. 55, 243-247 (2011).
