A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
هنا ، نصف عزل الميتوكوندريا عن الخلايا الجذعية الوسيطة المشتقة من الدهون من الفئران ، ثم ننقل الميتوكوندريا إلى بويضات الفئران القديمة لتحسين جودة البويضات.
بسبب انخفاض كمية ونوعية البويضات المرتبطة بالعمر ، انخفضت خصوبة النساء فوق سن 35 عاما بشكل حاد. لا تزال الآليات الجزيئية التي تحافظ على جودة البويضات غير واضحة ، وبالتالي يصعب زيادة معدل المواليد للنساء فوق سن 35 عاما في الوقت الحالي. تحتوي البويضات على ميتوكوندريا أكثر من أي نوع من الخلايا في الجسم ، ويمكن أن يؤدي أي خلل وظيفي في الميتوكوندريا إلى انخفاض جودة البويضات. في التسعينيات ، أدى نقل سيتوبلازمي البويضات إلى نجاح كبير في التكاثر البشري ولكنه كان مصحوبا بخلافات أخلاقية. من المتوقع أن تكون زراعة الميتوكوندريا الذاتية تقنية مفيدة لزيادة جودة البويضات التي انخفضت بسبب العمر. في الدراسة الحالية ، استخدمنا الخلايا الجذعية المشتقة من الدهون من الفئران المسنة كمتبرع بالميتوكوندريا لزيادة جودة بويضات الفئران المسنة. سيوفر التطوير الإضافي لتكنولوجيا نقل الميتوكوندريا الذاتية علاجا جديدا وفعالا للعقم لدى النساء المسنات.
أحد العوامل المهمة التي تؤثر على خصوبة الإناث هو شيخوخة البويضات. انخفاض جودة البويضات هو السبب الرئيسي للعقم عند النساء المسنات. ومع ذلك ، فإن السبب الرئيسي لشيخوخة البويضات والآلية الجزيئية التي تنظم جودة البويضات لا يزالان غير واضحين. أشارت الدراسات السابقة إلى أن كلا من عدد ونوعية الميتوكوندريا يشاركان في مراقبة جودة البويضات والتطور الجنيني1،2،3. يرتبط الانخفاض في كمية ونوعية الميتوكوندريا ارتباطا وثيقا بالشيخوخة3.
بذلت العديد من المحاولات لتحسين وظيفة الميتوكوندريا في البويضات المسنة ، بما في ذلك المكملات الغذائية للميتوكوندريا ونقل الميتوكوندريا. تشمل المكملات الغذائية المعروفة والفعالة للميتوكوندريا الإنزيم المساعد Q10 (CoQ10) وحمض ألفا ليبويك (α-LA) والريسفيراترول (RSV)4. أظهرت الدراسات أن مكملات CoQ10 لا يمكن أن تحسن فقط الانخفاض المرتبط بالعمر في كمية ونوعية البويضات ، ولكن أيضا تعزز التطور الطبيعي والإباضة للبويضات5. يبطئ α-LA تدهور جودة البويضات المرتبط بالشيخوخة والنمط الظاهري الأيضي للمرضى الذين يعانون من متلازمة المبيض المتعدد الكيسات (PCOS) 6،7. يمكن أن يقلل الريسفيراترول من عدد البويضات ذات المغازل غير الطبيعية وزيادة محاذاة الكروموسومات غير الصحيحة في الفئران المتقدمة في السن ، مع التأثير على التطور الجنيني بطريقة تعتمد علىالجرعة 8. ومع ذلك ، نظرا لأن التأثير السريري للمكملات الغذائية للميتوكوندريا لم يصل إلى المستويات المتوقعة ، يجب استكشاف علاجات فعالة أخرى.
تم تنفيذ المحاولة الأولى لنقل الميتوكوندريا في عام 1997. أدى نقل سيتوبلازم البويضات المانحة الصغيرة إلى البويضات المتلقية المسنة إلى تحسين جودة البويضة للمرضى المسنين ، الذين أنجبوا أطفالا أصحاء بنجاح9 ، وهو الأساس المنطقي وراء استخدام هذه التقنية. ومع ذلك ، لا يمكن تطبيق نقل السيتوبلازم للبويضات الخيفية على الممارسة السريرية لسببين رئيسيين - مشكلة عدم التجانس الجيني والقضايا التنظيمية الناجمة عن زرع الميتوكوندريا من المتبرع. أظهرت دراسة سابقة أن زرع الميتوكوندريا ذاتية الخلايا يمكن أن يحسن جودة البويضات وتطور الأجنة وخصوبة الفئران المسنة10 ، والتي لم يكن لديها مشاكل أخلاقية أو مشكلات عدم تجانس وراثي وحل بعض المشكلات الناجمة عن نقل سيتوبلازم البويضة المانحة إلى البويضات المتلقية10،11.
وفي الوقت نفسه ، كان نقل الميتوكوندريا ذاتية المنشأ متفوقا على تأثير المكملات الغذائية السابقة للميتوكوندريا على تحسين جودة البويضات11. لذلك ، فإن زرع الميتوكوندريا ذاتية المنشأ هو الخيار المناسب للتطبيق السريري لهذه التقنية12. يمكن الحصول على الخلايا الجذعية المشتقة من الدهون (ADSCs) عن طريق تقنية طفيفة التوغل ، وهي سهلة العزل والزرع ، ويمكن أن تكون خلية "بذور" مثالية للطب التجديدي. الميتوكوندريا غنية ب ADSCs ، ولا تنخفض وظيفة الميتوكوندريا مع تقدم العمر ، مما يشير إلى أن ADSCs هي مصدر ممتاز للميتوكوندريا13،14. في هذا البروتوكول ، نقدم طريقة لنقل الميتوكوندريا للخلايا الجذعية الوسيطة المشتقة من الدهون من الفئران إلى بويضات الفئران القديمة لتحسين جودة البويضة. هذا نموذج مفيد لتقنية نقل الميتوكوندريا الذاتية ADSC البشرية.
تمت الموافقة على جميع التجارب على الموصوفة من قبل لجنة أخلاقيات البحوث الحيوانية في المستشفى الثالث التابع ، جامعة سوشو. تتبع جميع العمليات الوكالة المناسبة لرعاية واستخدامها والإرشادات الوطنية. راجع جدول المواد للحصول على تفاصيل حول جميع المواد والأدوات والكواشف المستخدمة في هذا البروتوكول.
1. عزل وتوصيف الخلايا الجذعية الوسيطة المشتقة من الدهون في الفئران (ADSCs)
2. عزل الميتوكوندريا عن الخلايا الجذعية الدهنية
ملاحظة: يجب إجراء جميع عمليات عزل الميتوكوندريا على الجليد.
3. التحفيز الفائق للمبيض
4. نقل الميتوكوندريا مع الحقن المجهري
في هذا البروتوكول ، قمنا بعزل وتمييز ADSCs من دهون الفئران (الشكل 1). للحصول على الميتوكوندريا المعزولة ، يجب تعطيل غشاء الخلية باستخدام الخالط الزجاجي. (الشكل 2 أ). من المهم الحصول على جزء ميتوكوندريا موحد بدون كتل كبيرة حتى لا يتم حظر أنبوب ا?...
تحتوي البويضات على ميتوكوندريا أكثر من أي نوع من الخلايا في الجسم ، مع ~ 1-5 × 10 5أرقام نسخ mtDNA. الميتوكوندريا ضرورية لنضج البويضات والتخصيب والتطور الجنيني ، وبالتالي ، فإن أي خلل وظيفي في الميتوكوندريا يمكن أن يؤدي إلى انخفاض جودة البويضات. يرتبط انخفاض كمية الميتوك...
ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح للإفصاح عنه.
يرغب المؤلفون في الإعراب عن تقديرهم للدعم المقدم من المؤسسة الوطنية لعلوم الطبيعة في الصين (82001629 إلى XQS) ، ومشروع البحث الأساسي لمكتب تشانغتشو للعلوم والتكنولوجيا بموجب المنحة رقم CJ20200110 (إلى YJAY) ، وبرنامج الشباب لمؤسسة العلوم الطبيعية في مقاطعة جيانغسو (BK20200116 إلى XQS) ، وتمويل أبحاث ما بعد الدكتوراه في مقاطعة جيانغسو (2021K277B إلى X ، س.س.).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.05% trypsin/EDTA | Gibco | 25300054 | Cell Culture |
4% paraformaldehyde | beyotime | P0099 | immunofluorescence |
40 μm cell strainer | Corning | 352340 | ADSC isolation |
adipogenic induction | Cyagen | HUXXC-90031 | Multidirectional differentiation |
Alizarin red staining solution | Sigma | A5533 | Multidirectional differentiation |
Antibody against CD29 | BD Biosciences | 558741 | flow analysis |
Antibody against CD34 | BD Biosciences | 560942 | flow analysis |
Antibody against CD90 | BD Biosciences | 553016 | flow analysis |
Antibody against HLA-DR | BD Biosciences | 555560 | flow analysis |
β-actin | Abcam | ab-8226 | Mitochondrial function test |
BSA | Sigma | V900933 | immunofluorescence |
CCCP | Solarbio | C6700 | mitochondria JC-1 flow analysis |
ChamQ Universal SYBR qPCR Master Mix | Vazyme | Q711 | qPCR |
collagenase type I | Sigma | SCR103 | ADSC isolation |
DAPI | Invitrogen | D1306 | immunofluorescence |
DMEM-F12 | Gibco | 11320033 | Cell Culture |
DMSO | Sigma | 276855 | mitochondria JC-1 flow analysis |
EGTA | Sigma | 324626 | Mitochondria isolation |
FBS | Gibco | 10100147 | Cell Culture |
Flow cytometry | BD Biosciences | FACSCanto™ II | Characteristics of ADSCs |
fluorescence microscope | leica | DM2500 | immunofluorescence |
gelatin | Sigma | 48722 | Multidirectional differentiation |
glass homogenization tube | Sangon | F519062 | Mitochondria isolation |
hCG | Aibei | M2520 | Ovarian superstimulation |
hyaluronidase | Sigma | H1115000 | Ovarian superstimulation |
Inverted microscope | Olympus | IMT-2 | Microinjection |
Isolated Mitochondria Staining Kit | Sigma | CS0760 | mitochondria JC-1 flow analysis |
JC-1 | Sigma | T4069 | Mitochondrial function test |
KCl | Sigma | P5405 | Mitochondria transfer |
KH2PO4 | Sigma | P5655 | Mitochondria transfer |
LaminB | Abcam | ab-16048 | Mitochondrial function test |
M16 Medium | Sigma | M7292 | embryo cell culture |
M2 Medium | Sigma | M7167 | embryo cell culture |
mannitol | Sigma | M9546 | Mitochondria transfer |
Microinjector | Olympus+ eppendorf | IX73 | Mitochondria transfer |
MitoTracker red | Invitrogen | M22425 | Mitochondria staining |
MOPS | Sigma | M1442 | Mitochondria isolation |
neurofilament mediator polypeptide (NFM) | Santa Cruz Biotechnology | sc-16143 | Multidirectional differentiation |
neurogenic induction | Gibco | A1647801 | Multidirectional differentiation |
Neuron-specific enolase (NSE) | Santa Cruz Biotechnology | sc-292097 | Multidirectional differentiation |
Oil Red O | Sangon | E607319 | Adipogenic differentiation |
oil red O solution | Sigma | O1516 | Multidirectional differentiation |
osteogenic induction | Cyagen | HUXXC-90021 | Multidirectional differentiation |
PBS (phosphate buffered saline) | Hyclone | SH30256.LS | Cell Culture |
penicillin and streptomycin | Hyclone | SV30010 | Cell Culture |
PMSG | Aibei | M2620 | Ovarian superstimulation |
protease Inhibitor cocktail | Sigma | P8340 | Mitochondria isolation |
sucrose | Sigma | V900116 | Mitochondria isolation |
Tris | Sigma | 648314 | Mitochondria isolation |
Tris-HCl | Sigma | 108319 | Mitochondria transfer |
Triton X-100 | beyotime | P0096 | immunofluorescence |
VDAC | Abcam | ab-14734 | Mitochondrial function test |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved