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要約

この研究では、臨床的に重要な子宮内膜症のサブタイプである子宮内膜腫をシミュレートするために特別に設計された新しいマウスモデルを紹介します。C57BL/6Jマウスを用いることで、子宮内膜腫関連不妊症の病態生理学的メカニズムを解明し、現在の生殖医療の知見ギャップを埋める精緻なツールを提供することを目指します。

要約

子宮内膜腫(OMA)は、卵巣に子宮内膜症性嚢胞が形成されることを特徴とする子宮内膜症のサブタイプであり、子宮内膜症と診断された個人の17〜44%に影響を及ぼします。OMAの女性はしばしば生殖能力の低下を経験しますが、OMA関連の不妊症の根底にある正確なメカニズムは不明のままです。特に、既存の動物モデルは表在性腹膜子宮内膜症(SUP)と深部浸潤性子宮内膜症(DIE)をシミュレートしており、OMAに焦点を当てた研究には顕著なギャップが残っています。知識のギャップに対応して、この論文では、先駆的なOMAシミュレーションマウスモデルを紹介し、モデルで採用されている技術と手順を包括的に説明します。83% という高い成功率と卵巣病変の特異性を持つこのモデルは、特に不妊症の文脈で OMA の理解を深める上で大きな期待を寄せています。これは、OMA関連の不妊治療の課題に対する的を絞った研究を実施するための貴重なプラットフォームを提供し、生殖医療の分野における診断および治療戦略の改善への道を開く可能性があります。

概要

子宮内膜腫(OMA)は、子宮内膜症の最も優勢なサブタイプであり、子宮内膜症と診断された個人の約17〜44%で観察されます1,2。それは、卵巣内の子宮内膜症嚢胞の形成によって特徴付けられる。これらの嚢胞は、俗に「チョコレート嚢胞」と呼ばれ、その独特の茶色のタール状の粘稠度3に由来しています。OMAに加えて、子宮内膜症は表在性腹膜子宮内膜症(SUP)および深部浸潤性子宮内膜症(DIE)としても現れることがあります。SUPは腹膜の内層上の病変を指し、DIEは腹膜表面4の下5mm以上を貫通する病変を指します。これらの子宮内膜症サブタイプ間の病変の位置、外観、および深さの不均一性は、多様な臨床症状とさまざまな疾患の重症度をもたらします5,6。OMAは特により重度の子宮内膜症の病期と関連しており、不妊症、骨盤癒着、および卵巣がんリスクの増加に関与しています1,7,8,9。

子宮内膜症、特にOMAと不妊症との関連は、重大な懸念事項である臨床問題です。子宮内膜症は不妊症の女性の25〜50%に存在し、子宮内膜症と診断された女性の30〜50%が不妊症を経験しています10,11,12,13,14。正確なOMA関連の不妊メカニズムはとらえどころのないままですが、いくつかの仮説が提起されています。1つは、子宮内膜症が慢性炎症状態を引き起こし、正常な卵巣機能を混乱させ、卵子の質を損なう可能性があることを示唆しています15,16。別のものは、卵子の成熟障害に関連していると考えられている卵巣卵胞液中の異常な鉄過剰症を提案しています14。他の研究では、ホルモン調節17、卵子の質18、および胚発生19の混乱に取り組んでいます。

歴史的に、げっ歯類モデルは、特にその病理、生殖能力への影響、および痛みのメカニズムを研究する上で、子宮内膜症の理解を深める上で重要な役割を果たしてきました20,21,22,23。げっ歯類、特にラットとマウスは、この疾患の因果関係、根底にあるメカニズム、潜在的な診断技術、および治療的介入を調査する際の動物モデルとして広く利用されてきた22,24,25,26。すべての動物モデルには、それぞれ固有の用途と制限があることを認識することが重要です。特定のモデルの選択は、測定または研究される特定の結果または側面に依存する27。たとえば、ラットモデルは、ストレスが子宮内膜症の症状を悪化させ、炎症性パラメーターに影響を与える可能性があることを示し、病気の潜在的な引き金についての洞察を提供しました28

子宮内膜症の研究の文脈では、さまざまなげっ歯類のモデルが採用されています。一般的に使用されるアプローチの一つは相同モデルであり、これは齧歯類の子宮組織を同種の腹腔または腸間膜血管に移植することを含む29。このモデルは、免疫能力と長期研究への適合性の点で利点を提供します30。しかし、移植された異所性マウスの子宮組織とヒトの子宮内膜症病変31の特徴との間に部分的な不一致があるため、制限が生じる。別のアプローチは、ヒト子宮内膜生検が免疫抑制マウス32に移植される異種モデルである。このモデルは、ヒトの異所性子宮内膜を病変発生のためのドナー組織として使用することを可能にし、建設的な妥当性を提供する32。しかし、それはレシピエントとして免疫抑制マウスに依存しており、この障害の病因に関与する免疫応答の包括的な評価を妨げている33。それにもかかわらず、既存のモデルは主に一般化された状態SUPのミラーリングに焦点を当てており、OMAおよびDIE34の固有の特性を十分に捉えていないことを認識することが重要です。現在、DIEの研究に利用できる特定のモデルは不足しており、Yanらによって開発された最近のげっ歯類モデルを含むいくつかのモデルしか存在していません.35。この希少性は、DIEの特定の特性を正確に捉えるモデルのさらなる研究と開発の必要性を強調しています。さらに、OMAについての私たちの理解、特にその出生能力との微妙な関連も、まだ限られています26,36

既存の課題に対処するために、この論文では、OMAを特異的にシミュレートするように設計された新しい実験的相同マウスモデルを紹介します。これは、OMA関連不妊症の根底にある病理学的メカニズムに独自の洞察を提供し、それによって生殖医療のこの重要な分野における知識のギャップを埋めることを目的としています。簡単に言うと、C57BL/6Jマウスは、ヒトのような生殖形質のために使用されました。発情周期の同期に続いて、ドナーマウスの子宮組織を細かく刻み、レシピエントマウスの卵巣滑液包に1:2の比率で移植しました。4週間の間隔を空けて、卵巣病変の形態学的検査と組織学的検査の両方が実施され、OMAの存在を検証し、関連する卵胞性閉鎖症を評価しました。83%の成功率を誇るこのモデルは、研究者にOMA研究のための信頼性の高いプラットフォームを提供し、特に卵巣での病変発生を強調して焦点を絞った調査を行います。

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プロトコル

この研究で実施されたすべての実験手順は、プロトコル番号 21-203-MIS_[C] に基づいて承認され、規制されました 香港中文大学の倫理委員会。

1.動物の順応と選択

  1. マウスの準備
    1. C57BL/6Jマウス(初産雌、8-9週齢:ドナー6名、レシピエント12名)を18匹入手してください。正常性証明書を確認します。
    2. すべてのマウスを制御されたハウジング環境(22〜24°C、湿度レベル40〜60%)に維持し、12時間の明暗サイクルで行います。可能な場合は、HEPAフィルター付き空気を使用してください。.
    3. マウスは72時間順応し、餌と水に継続的にアクセスできるため、人間の介入を最小限に抑えてストレスを軽減します。
  2. 発情周期の同期
    1. 男性のフェロモンを含む寝具を集めます。それを48時間女性ケージに導入します。
  3. 膣細胞診
    1. 翌朝、膣細胞診を行います。
      注:塗抹標本は、一定の時刻(通常は午前9:00)に行う必要があります。
      1. 両頭綿棒、オートクレーブ滅菌PBS、35mmシャーレ、スライドガラスを事前に用意してください。PBS10 mLをペトリ皿に分注します。綿棒の一方の端をPBSに浸して、液体を吸収させます。
      2. ケージから1匹のマウスをそっと取り出し、空のケージの蓋の上に置きます。
      3. 片方の手の親指と人差し指で尻尾をつかみ、もう片方の手で湿らせた綿棒を取り、マウスの膣に繊細に挿入します。綿棒の先端をマウスの膣内に約1.0cmの深さまで慎重に挿入します。動物の体の長軸に対して約45°の角度を維持しながら、綿棒を静かに回転させます。
        注:挿入中に綿棒をゆっくりと回転させると、よりスムーズな手順が容易になり、子宮頸部への潜在的な刺激を最小限に抑えることができます。
      4. 綿棒を連続的に回転させて膣内腔と壁から細胞をそっと取り除き、次に綿棒を慎重に引き出します。
        注意: このプロセスでは、周囲の髪の毛に触れないように注意しながら、綿棒が継続的に回転していることを確認してください。その後、潜在的な汚染を避けるために、綿棒を慎重に引き出します。
      5. 採取した細胞を、あらかじめラベル付けされた清潔なスライドガラスの上に綿棒の先端を静かに転がして移します。
        注:スワブスティックは、細胞をスライドに移した後は廃棄し、動物ごとに新しいものを使用する必要があります。
      6. 顕微鏡でスライドを検査し、角化した上皮細胞を検出します。発情期を示す膣細胞診における角化上皮細胞の均一な存在を探します。写真をキャプチャし、観察結果を記録します。
        注:適切な専門知識があれば、膣塗抹標本の染色は必要ありません。しかし、実験者が汚れずに塗抹標本を「読む」ことができない場合は、それが必要です。

2. 子宮内膜腫モデルの構築

注:モデル施設では、発情期のマウスのみをドナーマウスとレシピエントマウスとして選択してください。1匹のマウスで実験を行うときは、他のマウスの視界に入らないようにし、完全に回復するまで他の動物の仲間に再導入しないようにしてください。モデル生成の図を 図1に示します。

  1. ドナー組織調製
    1. ケタミン(75 mg / kg)とキシラジン(10 mg / kg)の組み合わせでドナーマウスを鎮静します。.麻酔下で子宮頸部転座によりドナーマウスを安楽死させます。
    2. 腹部を70%エタノール綿棒で消毒します。
    3. 滅菌手術用ハサミを使用して、腹膜の正中線に沿って切開(1 cm)を作成し、筋肉層を露出させます。別の手術用ハサミを選択して、筋肉層を切断し、骨盤腔を露出させます。
    4. 鉗子の先端を閉じ、鈍い中央部分を使用して腸をそっと持ち上げます。
    5. 子宮と卵巣組織を見つけます。両方の子宮角を含む子宮角全体の滅菌解剖を行い、除去するピースのおおよそのサイズが~1.5cmの長さであることを確認します。切除した組織をPBSを含むシャーレに入れ、余分な脂肪組織を取り除きます。
    6. 滅菌したメスを使用して、組織を1mm³の小片に細かく解剖します。PBSを定期的に追加して、組織を湿らせてください。
  2. 移植手順
    1. ケタミン(75 mg / kg)とキシラジン(10 mg / kg)の混合物でレシピエントマウスに麻酔をかけます。.
    2. 手術中の目の乾燥を防ぐために、眼科用軟膏を塗布します。マウスを滅菌済みの手術用ボードの上に仰臥位に置きます。
    3. マウスの後肢を優しく操作し、皮膚の下に骨の隆起を触知できるようにして、手術部位を決定します。この目立つ点は、皮膚を通してはっきりと見え、外科的処置中にレシピエントマウスの卵巣の信頼できる解剖学的マーカーとして機能します。
    4. 手術部位を剃り、手術部位の周囲の150%から毛皮が取り除かれるようにします。次に、ベタジンと70%アルコールを交互に少なくとも3回繰り返して皮膚を消毒します。滅菌外科用ドレープを使用して、組織、滅菌器具、および縫合糸と残りの毛皮との接触を防ぎます。最後に、所定の手術部位に正確な横切開(3〜5 mm)を作成します。
    5. 非利き手鉗子で卵巣を安定させます。100μLのPBSを卵巣滑液包に静かに注入し、わずかな分離を観察します。
    6. 滑液包に小さなスリットを作ります。マイクロ鉗子を使用して子宮組織片(1mm³)を移植します。
      注意: 周囲の組織への圧力を防ぐために、詰め込みすぎは避けてください。
    7. 偽手術の場合は、ステップ 2.2.6 を除くすべてのステップをレプリケートします。
  3. 術後ケア
    1. 筋肉層を吸収性縫合糸(5-0ビクリル)で縫合し、皮膚を非吸収性縫合糸(5-0ナイロン)で縫合します。
    2. 37°Cに設定された加熱パッドにマウスを置き、完全な意識が戻るまで待ちます。呼吸を監視し、四肢がピンク色に変わるのを待ちます。
    3. 痛みに対してブプレノルフィン(0.1 mg / kg、皮下)を12時間ごとに48時間投与します。.最初の24時間は8時間ごとに痛み、感染、または苦痛の兆候がないか確認し、次の3日間は毎日3回チェックします。
      注:動物は、胸骨の横臥を維持するのに十分な意識を取り戻すまで、放置されません。

3. モデルの検証

  1. グロスバリデーション
    1. 4週間後、ケタミン(75 mg / kg)とキシラジン(10 mg / kg)の組み合わせを使用してレシピエントマウスに麻酔をかけます。.次に、深い麻酔下で、子宮頸部転座を行うことによりマウスを安楽死させます。
    2. 正中線切開を行い、臓器検査のために腹腔を露出させます。
    3. 病変が見える卵巣を摘出し、写真を撮ります。
    4. 外部の子宮内膜症病変がないか徹底的に検査します。
  2. 組織学的検証
    注:組織学的実験には刺激性の臭気性溶媒が存在する可能性があるため、ドラフト内で実施する必要があります。
    1. 卵巣を病変と一緒に10%中性緩衝ホルマリンで固定します。
    2. Adeniran et al.37に記載されているのと同じ手順(組織の割り当て、固定、および埋め込みを含む)に従って組織を処理します。
    3. 厚さ4〜5μmの組織を連続的に切片化し、45°Cのウォーターバスに浮かべ、スライドガラスにマウントします。スライドには、マウス番号、卵巣側、切片番号を明記してください。37°Cで一晩乾燥させます。
    4. PAS-ヘマトキシリン染色
      1. 脱パラフィン化:スライドをキシレンまたはキシレン代替品に入れて、パラフィンを除去します。
        注: この手順を数回実行する必要がある場合があります。
      2. 水分補給:スライドを一連の減少エタノール濃度(100%、95%、80%、70%)に配置して、組織切片を徐々に再水和します。
      3. 過ヨウ素酸処理:組織切片を1%過ヨウ素酸溶液で覆い、室温で5〜10分間放置します。
        注:このステップでは、組織のグリコール基をアルデヒド基に酸化し、シッフ試薬との反応と卵巣構造を示す紫ピンクの染色の形成を可能にします。
      4. スライドを蒸留水で十分にすすぎ、残留した過ヨウ素酸を取り除きます。
      5. 組織切片をシッフ液で15分間染色します。
      6. 最初にスライドを熱い水道水ですすいで余分な汚れを取り除き、次に蒸留水ですすぎます。
      7. 1 g/Lのマイヤーヘマトキシリンで切片を2〜3分間対比染色します。
      8. 流水でスライドを2〜3分間すすぎます。
      9. ブルーイング試薬を30秒間塗布します。
      10. スライドを蒸留水ですすいでください。
      11. 切片を増加したエタノール濃度(70%、80%、95%、および100%)に浸して、徐々に脱水します。
      12. セクションを清澄剤(キシレンなど)に浸して透明にします。
      13. スライド上のセクションに封入剤を塗布し、カバースリップをセクションにそっと置き、気泡が入らないようにします。スライドをフード内で風乾させて、封入剤の固化を促進します。
    5. 光学顕微鏡で調べます。卵巣の子宮内膜症を確認する子宮内膜腺、間質、および出血性嚢胞の存在を文書化します。

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結果

OMAの設立成功
移植プロトコルに供された12匹のマウスのうち、10匹は肉眼的な解剖学的および組織学的レベルの両方で特徴的なOMA病変を示し、成功率は83%でした。肉眼的検査では、卵巣に付着した液体で満たされた病変が明らかになり、臨床OMAの症状を彷彿とさせます(図2)。 図3に示すように、病理組織学的...

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ディスカッション

世界の女性人口におけるOMAの有病率は、重大な健康上の懸念を強調しています38。子宮内膜症の一般的な症状を超えて、OMAは、激しい骨盤痛、卵巣捻転の可能性、およびその他の注目すべき影響を含む、生殖能力に対する追加の課題をもたらします39,40。OMAの病因と進行の理解は大部分が謎に包まれていま...

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開示事項

著者は、利益相反を宣言しません。

謝辞

本研究は、香港特別行政区研究助成協議会(Research Grants Council of the Hong Kong Government of Special Administrative Region)(T13-602/21-N)のテーマ別研究スキーム(Theme-based Research Scheme)の助成を受けて行われました。

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資料

NameCompanyCatalog NumberComments
1 cc syringe with 25 G needleBD Biosciences301320
10 mm Tissue culture dishFALCON353001
10% Buffered formalinFisher ScientificSF100-4
10x phosphate buffered saline (PBS) bufferFisher ScientificAM9625
30 G needleBD Biosciences305107
5-0 black braided silk non-absorbable sutureEthicon Inc.W500H
70% Ethanol
Adhesive microscope slidesMarienfeld810401
Buprenorphine Injection Med-Vet InternationalRXBUPRENOR5
Double-headed cotton swabSANYO Co., LTD.HUBY-340
Fine forcepsFine Science Tools11254-20
KetamineAlfasan International b.v2203095-08
MicrotubesCorning MCT-150-C
Needle holderExcelta Corporation2827-NH-35-SE-ND
Ophthalmic ointmentMajor Pharmaceuticals10033691
Periodic Acid Schiff (PAS) Stain Kit AbcamAb150680
Powder free sterile glovesFisher Scientific19020558
Processing/embedding cassettesFisher Scientific15-197-700A
Size 3 scalpelFisher Scientific22-079-657
Small serrated semi-curved forcepsRoboz Surgical Instruments Co.RS-5135
Small surgical scissorsRoboz Surgical Instruments Co.RS-5850
Standard light microscopeFor evaluating vaginal cytology smears and histological analysis.
Steel scalpel blades #10B.BraunBB510
Sterile gauzeMEDICOMHMWS 077
Sterilized pyrex glass Petri dishesCorning70160-101
Thermoregulated electric pad 
VICRYL RAPIDE (polyglactin 910) absorbable SutureEthicon Inc.W9918
Xylazine Alfasan International b.v2110333-10

参考文献

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