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요약

이 기사는 남성 감수 분열에 대한 귀중한 모델인 복부 수술과 GSK923295의 고환 주사를 통한 CENP-E의 생체 내 억제를 보고합니다. 면역형광, 유세포 분석 및 투과 전자 현미경 분석을 사용하여 CENP-E 억제가 마우스 정자세포에서 염색체 정렬 불량 및 게놈 불안정성을 초래한다는 것을 보여줍니다.

초록

진핵생물에서 감수분열은 유성 생식의 게놈 안정성과 유전적 다양성에 필수적입니다. 고환의 정자 세포에 대한 실험적 분석은 남성 감수분열에서 방추 조립 및 염색체 분리를 조사하는 데 중요합니다. 마우스 정자 세포는 감수 분열의 기계론적 연구에 이상적인 모델이지만 정자 세포 분석을 위한 효과적인 방법이 부족합니다. 이 논문에서는 마우스 정자세포에서 kinesin-7 CENP-E의 생체 내 억제를 위한 실용적이고 효율적인 방법이 보고되어 있습니다. 3 주 된 마우스에서 복부 수술을 통해 GSK923295 특정 억제제의 고환 주사에 대한 자세한 절차가 제시됩니다. 또한, 여기에 설명된 것은 조직 수집 및 고정, 헤마톡실린-에오신 염색, 면역형광, 유세포 분석 및 투과 전자 현미경을 위한 일련의 프로토콜입니다. 여기에서 우리는 남성 감수분열을 연구하는 강력한 기술이 될 수 있는 복부 수술과 고환 주사를 통한 생체 내 억제 모델을 제시합니다. 우리는 또한 CENP-E 억제가 감수 분열 I 동안 일차 정자 세포에서 염색체 정렬 불량 및 중기 정지를 초래한다는 것을 입증합니다. 우리의 생체 내 억제 방법은 감수분열에 대한 기계론적 연구를 용이하게 하고, 남성 생식선의 유전자 변형에 유용한 방법으로 작용하며, 향후 임상 적용에 대한 빛을 비출 것입니다.

서문

감수 분열은 진핵 생물에서 가장 중요하고 매우 엄격하며 진화적으로 보존된 사건 중 하나이며 배우자 형성, 유성 생식, 게놈 무결성 및 유전적 다양성에 필수적입니다 1,2,3. 포유류에서 생식 세포는 단일 라운드의 DNA 복제 후 감수 분열 I과 II라는 두 가지 연속적인 세포 분열을 겪습니다. 유사분열의 자매 염색분체와 달리, 복제된 상동 염색체는 감수 분열 I 4,5 동안 쌍을 이루어 두 개의 딸 세포로 분리됩니다. 감수 분열 II에서 자매 염색분체는 분리되어 DNA 복제 없이 반수체 배우자를 형성합니다6. 방추 조립 결함 및 염색체 오분리를 포함한 두 감수 분열 중 하나의 실수는 배우자의 손실, 불임 또는 이수성 증후군을 초래할 수 있습니다 7,8,9.

축적된 연구에 따르면 키네신 계열 모터는 유사분열 세포와 감수분열 세포 모두에서 염색체 정렬 및 분리, 방추 조립, 사이토키네시스 및 세포 주기 진행의 조절에 중요한 역할을 하는 것으로 나타났습니다10,11,12. Kinesin-7 CENP-E(Centromere protein E)는 유사분열 13,14,15,16,17,18에서 염색체 의회, 염색체 수송 및 정렬, 방추 조립 체크포인트 조절에 필요한 플러스 엔드 지향 키네토코어 모터입니다. 감수 분열 동안, 특정 억제제에 의한 CENP-E 억제는 정자 형성 세포에서 세포 주기 정지, 염색체 정렬 불량, 방추체 해체 및 게놈 불안정성을 유발할 GSK923295 있다19. 분열하는 정자 세포의 중심체에서 CENP-E의 국소화 패턴과 역학은 CENP-E가 감수분열 동안 중심체의 순차적 조립을 위해 키네토코어 단백질과 상호 작용한다는 것을 나타냅니다. 난모세포에서 CENP-E는 염색체 정렬 및 감수분열 I 13,22,23의 완료에 필요합니다. 항체 또는 모르폴리노 주사 CENP-E는 염색체 정렬 불량, 비정상적인 키네토코어 배향, 감수분열 I 정지를 마우스와 초파리 난모세포 모두에서 초래한다23. 유사분열에서 CENP-E의 필수적인 역할과 비교할 때, 감수분열에서 CENP-E의 기능과 메커니즘은 거의 알려지지 않은 채로 남아 있습니다. 염색체 의회에서 CENP-E의 자세한 메커니즘과 남성 감수 분열 세포의 게놈 안정성은 아직 밝혀지지 않았습니다.

정자 형성은 순차적인 정자 증식, 감수 분열 및 정자 형성을 포함하는 복잡하고 오래 지속되는 생리학 과정입니다. 그러므로, 전체 과정은 포유류 및 다른 종에서 시험관 내에서 재현되는 것이 매우 어렵다24,25. 시험관 내에서 pachytene 단계 후에 정자 세포 분화를 유도하는 것은 불가능합니다. 남성 감수 분열에 대한 연구는 일반적으로 초기 감수 분열 prophase25,26의 실험적 분석으로 제한되었습니다. 정자 세포의 단기 배양 27,28 및 장기 배양 방법25을 포함한 많은 기술적 노력에도 불구하고 남성 감수 분열을 연구하는 효과적인 방법은 거의 없습니다. 또한, 필수 유전자의 유전적 결실은 일반적으로 발달 정지 및 배아 치사를 초래합니다. 예를 들어, CENP-E가 결핍된 마우스 배아는 착상에 실패하고 과거 착상이 발달할 수 없다29, 이는 감수분열에서 CENP-E의 기계론적 연구에 장애물이 된다. 종합하면, 남성 감수 분열을 연구하기 위한 실용적이고 실현 가능한 시스템을 구축하면 감수 분열 연구 분야를 크게 촉진할 수 있습니다.

작은 세포 투과성 억제제는 세포 분열 및 발달 과정에서 키네신 모터를 연구하는 강력한 도구입니다. 알로스테릭 억제제 GSK923295는 CENP-E 운동 도메인에 특이적으로 결합하여 ADP(아데노신 이인산)의 방출을 차단하고 최종적으로 CENP-E와 미세소관 사이의 상호작용을 안정화시킨다30. 본 연구에서는 복부 수술과 GSK923295의 고환 주사를 통해 생체 내 억제 마우스 모델을 제시한다. CENP-E 억제는 일차 정자 세포의 중기 I에서 염색체 정렬 불량을 초래합니다. 또한, CENP-E 억제는 정자 세포의 감수 분열 정지 및 정자 형성의 파괴를 초래합니다. 정자 세포 분석을 위해 일련의 프로토콜이 설명되며 정자 세포에서 감수 분열 방추 미세소관, 상동 염색체 및 세포내 소기관을 관찰하는 데 적용할 수 있습니다. 우리의 생체 내 억제 방법은 감수 분열 및 정자 형성 연구에 효과적인 방법입니다.

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프로토콜

모든 동물 실험은 복건 의과 대학의 동물 관리 및 사용위원회 (프로토콜 번호 SYXK 2016-0007)에 의해 검토되고 승인되었습니다. 모든 마우스 실험은 미국 국립보건원(NIH 간행물 번호 8023, 1978년 개정판)의 관련 가이드라인에 따라 수행하였다.

1. GSK923295 매개 CENP-E 억제 마우스 모델의 구성

  1. 수술 기구를 121°C에서 30분 동안 소독합니다. 수술용 울트라 클린 작업대에 자외선-C(UVC)를 2시간 동안 조사합니다. 실험에 사용된 3주령의 수컷 ICR(Institute of Cancer Research) 마우스의 무게를 측정하고 필요한 마취제의 투여량을 계산한다.
  2. 복강 주사를 통해 케타민(100mg/kg)과 자일라진(10mg/kg)의 조합을 투여하여 마우스를 마취합니다. 마우스 각막 반사, 통각 반사, 호흡 및 근긴장의 조합을 통해 마우스의 마취 깊이를 확인하십시오. 마우스가 심하게 마취되었는지 확인합니다.
    알림: 수술 중 열 지원을 제공하기 위해 동물을 가열 패드에 올려 놓습니다.
  3. 마우스 팔다리를 묶어 왁스 트레이에 고정하십시오. 마취 상태에서 건조를 방지하기 위해 마우스 눈에 수의사 연고 한 방울을 떨어 뜨립니다. 실험 동물 면도기를 사용하여 하복부에서 음낭까지 마우스의 복부 털을 면도합니다. 멸균 드레이프로 수술 부위를 고정하십시오.
  4. Betadine 스크럽으로 복부 복부를 소독 한 다음 75 % 에탄올을 세 번 소독하십시오. 멸균 메스를 사용하여 복강을 열고 <5mm의 구멍을 만드십시오.
  5. 멸균 수술용 클램프로 피부를 고정하고 멸균 해부 집게로 부고환 지방 패드를 당겨 멸균 핀셋을 사용하여 고환을 찾습니다. 입체경 아래에서 멸균 겸자로 고환을 고정하고 10μL의 rheodyne30을 사용하여 10μL의 최종 농도로 10μL의 GSK923295을 정세관에 천천히 주입합니다. 대조군의 구성을 위해 10μL의 1% DMSO(디메틸 설폭사이드)/PBS(인산염 완충 식염수) 용액을 주입합니다.
    참고: GSK923295 용액을 -80°C에서 10mM 농도로 보관하십시오. 0.1 μL의 10 mM GSK923295를 100 μL의 PBS 용액에 용해시켜 10 μM의 GSK923295 용액을 제조하였다.
  6. 멸균 수술용 집게로 고환을 복강 안으로 부드럽게 밀어 넣습니다. 직경 0.1mm의 봉합사를 사용하여 2-4 바늘로 복막과 피부를 별도로 봉합하십시오.
  7. 복부 수술 후 동물의 뒷면에 3 x 3mm 크기의 영구 마커를 붙이고 마우스를 수유 케이지에 다시 넣고 충분한 음식과 물로 깨끗하고 병원균이 없는 환경을 보장합니다.
  8. 여과 된 공기, 멸균 된 식품 및 물을 통해 환경을 멸균 상태로 유지하십시오. 흉골 누운 자세를 유지하기에 충분한 의식을 회복 할 때까지 동물을 돌보십시오. 수술 후 진통의 경우 부프레노르핀(0.1mg/kg)을 3일 동안 12시간마다 피하 투여한다. 완전히 회복될 때까지 마우스를 다른 동물의 회사로 돌려보내지 않도록 하십시오.
    참고: 마우스는 수술 후 관리를 받고 필요한 경우 수술 후 통증을 줄이기 위해 0.5% 리도카인을 사용하여 상처에 국소 마취를 적절하게 합니다.

2. 헤마톡실린-에오신(HE) 염색 및 조직병리학

  1. 복부 수술 4일 후, CO2 챔버에서 2L/min의 유속으로CO2로 마우스를 안락사시킵니다. 안락사의 확인 방법으로 자궁 경부 탈구에 의한 사망을 확인하십시오. 수술 용 가위를 사용하여 음낭을 열고 집게로 고환을 제거하십시오. 주사 4일 후 마우스 고환GSK923295 채취하여 실온에서 10% 포름알데히드 용액 30mL에 12시간 동안 고정합니다.
  2. 그래디언트 탈수의 경우, 샘플을 70% 에탄올 40mL에서 1시간, 85% 에탄올 40mL에서 1시간, 95% 에탄올 40mL에서 1시간, 100% 에탄올 40mL에서 1시간 동안 순차적으로 배양합니다.
  3. 샘플을 40 mL의 자일렌에서 40 분 동안 배양 한 다음 40 mL의 파라핀에서 65 ° C에서 1 시간 동안 배양합니다. 임베딩 상자의 바닥에 티슈를 놓습니다. 녹인 파라핀을 임베딩 상자에 넣습니다. 조직을 4°C에서 6시간 동안 완전히 응고되도록 냉각합니다.
  4. 울트라마이크로톰 홀더에 샘플을 고정하고 샘플과 나이프 표면 사이의 각도를 5-10°로 유지하고 슬라이스 두께를 5μm로 조정합니다. 울트라마이크로톰을 이용하여 5μm 두께의 절편을 준비하고, 슬라이드를 40°C의 수조에 펼치고, 37°C에서 12시간 동안 슬라이드 건조기에서 절편을 건조시켰다.
  5. 슬라이드를 40 분 동안 200 mL의 크실렌, 6 분 동안 200 mL의 100 % 에탄올, 2 분 동안 200 mL의 95 % 에탄올, 2 분 동안 200 mL의 90 % 에탄올, 2 분 동안 80 % 에탄올 200 mL, 2 분 동안 70 % 에탄올 200 mL, 각각.
  6. 슬라이드를 증류수로 5분 동안 헹구고 실온에서 6분 동안 Mayer's hematoxylin 용액으로 염색합니다.
    참고: Mayer의 헤마톡실린 용액: 0.011 mol/L 헤마톡실린, 6.7% 무수 에탄올, 0.646 mol/L 황산 알루미늄 칼륨 및 0.003 mol/L 요오드산 나트륨.
  7. 흐르는 물에 슬라이드를 5분 동안 헹구고 증류수와 함께 2분 동안 배양합니다.
  8. 슬라이드를 1% 에탄올 염산염에 3초 동안 배양한 다음 흐르는 물에 2분 동안 헹굽니다.
  9. 샘플을 1% 에오신으로 15초 동안 염색한 다음 95% 에탄올로 5초, 100% 에탄올로 2분, 크실렌에서 40분 동안 배양합니다.
  10. 15 μL의 중성 고무와 24 x 50 mm 커버슬립을 사용하여 슬라이드를 밀봉합니다.

3. 면역형광 및 컨포칼 현미경

  1. 면역형광을 위해 마우스 고환의 5μm 두께의 파라핀 절편을 수집합니다. 슬라이드를 자일렌에서 40분, 100% 에탄올에서 6분, 95% 에탄올에서 2분, 90% 에탄올에서 2분, 80% 에탄올에서 2분, 70% 에탄올에서 2분 동안 배양합니다. 슬라이드를 증류수로 5분 동안 헹구고 슬라이드를 0.01M PBS로 5분 동안 헹굽니다.
  2. 항원 회수 용액(0.01M 구연산염 완충액)에 슬라이드를 넣고 항원 회수를 위해 압력솥을 사용하여 4분 동안 고압으로 끓입니다. 슬라이드를 실온으로 자연 냉각하십시오. 증류수로 5분 동안 두 번 헹구고 PBS로 5분 동안 헹굽니다.
    참고: 0.01M 구연산염 완충액(pH 6.0): 2.1mmol/L 구연산, 11.6mmol/L 구연산 삼나트륨 이수화물.
  3. 슬라이드를 500μL의 0.25% TritonX-100/PBS에서 10분 동안 배양하여 세포를 투과화합니다. 슬라이드를 PBS로 5분 동안 세 번 헹굽니다.
  4. 항원 차단을 위해 샘플을 300μL의 3% 소 혈청 알부민(BSA)/PBST(PBS의 0.1% Tween-20)와 함께 1시간 동안 배양합니다. 4°C에서 16시간 동안 3% BSA/PBST에서 1차 항체와 함께 샘플을 배양합니다. 슬라이드를 가습 상자에 넣어 티슈가 마르지 않도록하십시오. 슬라이드를 실온에서 30분 동안 자연 재가열합니다.
  5. 1차 항체를 버리고, 슬라이드를 PBST에서 5분 동안 3회 헹구었다. 2차 항체를 3% BSA/PBST로 희석합니다. 37°C에서 1-2시간 동안 2차 항체와 함께 샘플을 인큐베이션합니다. PBST에서 샘플을 5분 동안 5회 헹굽니다.
  6. 실온에서 5분 동안 50μL의 4', 6-디아미디노-2-페닐인돌(DAPI)로 핵을 염색합니다. 페이드 방지 장착 매체로 커버슬립을 장착하고 매니큐어로 커버슬립을 밀봉합니다.
  7. NA 40x/0.75 대물렌즈가 장착된 형광 현미경을 사용하여 슬라이드의 형광 신호를 관찰하고 기록합니다.

4. 유세포 분석

  1. 6cm 페트리 접시에 마우스 고환을 수집하고 수술 용 가위를 사용하여 고환을 1mm3 개로 자릅니다.
  2. 1.5mL 원심분리 튜브에서 1% 콜라게나제 1mL를 사용하여 37°C에서 10분 동안 고환을 분해한 다음 샘플을 1,000 x g 에서 5분 동안 원심분리하여 정자 형성 세포를 침전시킵니다.
  3. 상층액을 버리고 0.25% 트립신-EDTA(Ethylene Diamine Tetraacetic Acid) 용액 1mL를 가하여 37°C에서 20분간 처리한 후 시료를 1,000 x g 에서 5분간 원심분리한다.
  4. 상층액을 버리고, 침전된 세포를 4°C에서 8시간 이상 동안 70% 차가운 에탄올 1 mL와 함께 배양한다.
  5. 샘플을 1,000 x g 에서 5분 동안 원심분리한 다음 세포 침전물을 수집합니다. 500μL 프로피듐 요오드화물(PI) 염색 용액(50μg/mL PI, 100μg/mL RNase A 및 0.2% Triton X-100 in PBS)으로 정자 형성 세포를 37°C에서 30분 동안 염색합니다.
    알림: 세포 응집을 방지하기 위해 5분마다 원심분리기 튜브를 부드럽게 흔듭니다.
  6. 세포 파편을 제거하기 위해 300 메쉬 스크린을 사용하여 샘플을 필터링합니다. 플로우 튜브에 세포를 모아 4°C에서 보관합니다.
  7. 유세포 분석기를 사용하여 488nm의 여기 파장에서 형광 신호와 광 산란을 검출합니다. Modfit MFLT32 소프트웨어를 사용하여 DNA 함량 및 광 산란을 분석합니다.

5. 투과 전자 현미경

  1. 날카로운 메스를 사용하여 고환을 1mm 3개로 자르고, 미세구조의 변화를 피하기 위해 4°C에서 4시간 동안 0.1M PBS(pH 7.2)에서3 % 글루타르알데히드-1.5% 파라포름알데히드 용액으로 샘플을 빠르게 배양합니다. 샘플을 0.1M PBS로 5분 동안 3회 헹굽니다.
    알림: 메스와 가위는 날카로워야 하며 인위적으로 쥐거나 당기지 않도록 해야 합니다. 샘플의 처리는 고정 유체에서 수행되어야합니다.
  2. 샘플을 4°C에서 1.5시간 동안 1% 오스믹산-1.5% 페로시안화 칼륨 용액에 고정합니다. 여과지로 물을 건조시키고 샘플을 0.1M PBS로 5분 동안 세 번 헹굽니다.
  3. 샘플을 4°C에서 10분 동안 50% 에탄올 40mL로 탈수합니다. 시료를 4°C에서 70% 에탄올 포화 우라늄 아세테이트 염료 40mL에 12시간 동안, 90% 에탄올 40mL에 4°C에서 10분 동안, 90% 에탄올-아세톤 40mL에 실온에서 10분 동안, 무수 아세톤 40mL에 실온에서 3회 10분 동안 배양한다.
  4. 샘플을 무수 아세톤-에폭시 수지 618 임베딩제(v/v = 1:1) 혼합물에서 1.5시간 동안 인큐베이션한 다음, 샘플을 에폭시 수지 618 임베딩제에 3시간 동안 35°C에서 포매합니다.
  5. 수지 중합을 위해, 에폭시 수지 618 매립제에서 샘플을 35°C에서 12시간 동안, 45°C에서 12시간 동안, 그리고 60°C에서 24시간 동안 배양한다.
  6. 샘플과 유리 칼을 설치한 다음 샘플과 칼 사이의 거리를 조정합니다. 초박형 마이크로톰을 사용하여 90nm 두께의 초박형 절편을 준비합니다. 샘플을 일정한 속도로 슬라이스한 다음 슬라이드를 니켈 메쉬에 놓습니다. 슬라이드를 실온의 페트리 접시에 놓습니다.
  7. 슬라이드를 2% 우라닐 아세테이트로 10분 동안 염색한 다음 2% 구연산납으로 10분 동안 샘플을 염색합니다. 슬라이드를 증류수로 헹굽니다. 슬라이드를 실온에서 24시간 동안 건조시킵니다.
  8. 슬라이드를 관찰하고 투과 전자 현미경을 사용하여 70-100kV에서 전자 이미지를 기록합니다.

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결과

복부 수술과GSK923295 19의 고환 주사를 통해 마우스 고환의 in vivo CENP-E 억제 모델을 성공적으로 구축했습니다. 이 방법의 주요 기술 단계는 그림 1에 나와 있습니다. 4일 동안 GSK923295의 고환 주사 후, 추가 분석을 위해 고환을 채취하였다. 대조군에서, 정세관의 정자 형성 파동은 규칙적이고 조직적이었다 (그림 2A). 그러나, GSK923295 ...

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토론

본 연구에서는 복부 수술과 GSK923295의 미세주입을 이용하여 마우스 고환의 in vivo CENP-E 억제 모델을 확립하였다. 본 연구에서 사용한 복부 수술 및 고환 주사 방법은 다음과 같은 장점이 있다. 첫째, 생쥐의 나이에 한정되지 않는다. 실험자는 초기 단계, 예를 들어 3 주 된 어린 마우스에서 고환 주사를 수행 할 수 있습니다. 둘째, GSK923295는 CENP-E에 특이적이고 우수한 억제 효과를 갖는다. 셋째,...

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공개

저자는 공개 할 것이 없습니다.

감사의 말

유용한 토론을 해주신 Fujian Medical University의 Cytoskeleton Laboratory의 모든 구성원에게 감사드립니다. 유세포 분석에 대한 기술 지원을 해주신 Fujian Medical University Public Technology Service Center의 Jun-Jin Lin에게 감사드립니다. 전자 현미경에 대한 기술 지원을 위해 Fujian Medical University 공공 기술 서비스 센터 전자 현미경 연구실의 Ming-Xia Wu와 Lin-Ying Zhou에게 감사드립니다. Fujian Medical University의 기초 의학 실험 교육 센터의 Si-Yi Zheng, Ying Lin, Qi Ke 및 Jun Song의 지원에 감사드립니다. 이 연구는 다음과 같은 보조금의 지원을 받았습니다: 중국 국립 자연 과학 재단(보조금 번호 82001608), 중국 푸젠성 자연 과학 재단(보조금 번호 2019J05071), 복건성 보건 기술 프로젝트(보조금 번호 2018-1-69), 과학 연구 창업 기금, 복건 의과 대학(보조금 번호 2017XQ1001), 복건 의과 대학 고급 인재 과학 연구 창업 자금 지원 프로젝트(보조금 번호 XRCZX2017025) 및 연구 프로젝트 한의학 대학원생의 온라인 교육 및 교육(보조금 번호 B-YXC20200202-06).

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자료

NameCompanyCatalog NumberComments
0.25% Trypsin-EDTAGibco25200056
1 ml SyringeSeveral commercial brands availableSterile.
1.5 mL Centrifuge tubeAxygenMCT-150-C
50 mL Centrifuge TubeCorning430828
6 cm Petri dishCorning430166
95% EthanolSinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd10009164
tubulin rabbit polyclonal antibodyBeyotimeAF0001For immunofluorescence assays. Use at 1:100.
rabbit anti-Histone H3 (phospho S10) monoclonal antibodyAbcamab267372For immunofluorescence assays. Use at 1:100.
rabbit anti-TUBA4A polyclonal antibodySangon BiotechD110022For immunofluorescence assays. Use at 1:100.
Anti-SYCP3 rabbit monoclonal antibodyAbcamab175191For immunofluorescence assays. Use at 1:100.
Adhesion microscope slidesCITOTEST188105
Alexa fluor 488-labeled goat anti-rabbit antibodyBeyotimeA0423Sencodary antibody. Use at 1:500.
Aluminium potassium sulphateSinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd10001060
Anhydrous ethanolSinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd100092690
Anti-fade mounting mediumBeyotimeP0131Prevent photobleching of flourescent signals.
BD FACS Canto IIBD BiosciencesFACS Canto II
Bovine Serum AlbuminSinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd69003435
CentrifugeEppendorf5424BK745380
Chloral hydrateSinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd80037516
Citric acidShanghai Experiment Reagent Co., Ltd122670
CollagenaseSangon BiotechA004194-0100
CoverslipsCITOTEST10212020C20 × 20 mm. Thickness 0.13-0.16 mm.
DAPIBeyotimeC1006
Dye vatSeveral commercial brands available91347802
Eosin Y, alcohol solubleSinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd71014460
EtherSinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd10009318
Formaldehyde - aqueous solutionSinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd10010018
GSK923295MedChemExpressHY-10299
Hematoxylin, anhydrousSinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd71020784
ICR mouseShanghai SLAC Laboratory Animal Co., Ltd
Image J softwareNational Institutes of Healthhttps://imagej.nih.gov/ij/Fluorescent image analysis.
Leica ultramicrotomeLeica
Leica EM UC-7 ultramicrotomeLeicaEM UC7
Modfit MFLT32Verity Software HouseFor analysis of flow cytometry results.
Nail polishSeveral commercial brands available
Neutral gumSinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd10004160
Nikon Ti-S2 microscopeNikonTi-S2
Picric acidSinopharm Chemical Reagent Co.,LtdJ60807
RheodyneSangon BiotechF519160-000110 μl rheodyne
Sliced paraffinSinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd69019461
Sodium iodateSinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd80117214
Surgical instrumentsSeveral commercial brands availableFor abdominal surgery. Sterilize at 121 °C, 20 min.
Transmission electron microscopeFEITecnai G2
Trisodium citrate dihydrateShanghai Experiment Reagent Co., Ltd173970
Triton X-100Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd30188928Dilute in sterile PBS to make a 0.25% working solution.
Tween 20Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd30189328Dilute in sterile PBS to make a 0.1% working solution.
ParaformaldehydeSinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd80096618
XyleneSinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd10023418

참고문헌

  1. Lenormand, T., Engelstädter, J., Johnston, S. E., Wijnker, E., Haag, C. R. Evolutionary mysteries in meiosis. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 371 (1706), 20160001(2016).
  2. Brandeis, M. New-age ideas about age-old sex: separating meiosis from mating could solve a century-old conundrum. Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society. 93 (2), 801-810 (2018).
  3. Lane, S., Kauppi, L. Meiotic spindle assembly checkpoint and aneuploidy in males versus females. Cellular and Molecular Life Sciences: CMLS. 76 (6), 1135-1150 (2019).
  4. Handel, M. A., Schimenti, J. C. Genetics of mammalian meiosis: regulation, dynamics and impact on fertility. Nature Reviews Genetics. 11 (2), 124-136 (2010).
  5. Miller, M. P., Amon, A., Ünal, E. Meiosis I: when chromosomes undergo extreme makeover. Current Opinion in Cell Biology. 25 (6), 687-696 (2013).
  6. Duro, E., Marston, A. L. From equator to pole: splitting chromosomes in mitosis and meiosis. Genes & Development. 29 (2), 109-122 (2015).
  7. Eaker, S., Pyle, A., Cobb, J., Handel, M. A. Evidence for meiotic spindle checkpoint from analysis of spermatocytes from Robertsonian-chromosome heterozygous mice. Journal of Cell Science. 114, Pt 16 2953-2965 (2001).
  8. Faisal, I., Kauppi, L. Reduced MAD2 levels dampen the apoptotic response to non-exchange sex chromosomes and lead to sperm aneuploidy. Development. 144 (11), 1988-1996 (2017).
  9. Bolcun-Filas, E., Handel, M. A. Meiosis: the chromosomal foundation of reproduction. Biology of Reproduction. 99 (1), 112-126 (2018).
  10. Lawrence, C. J., et al. A standardized kinesin nomenclature. The Journal of Cell Biology. 167 (1), 19-22 (2004).
  11. Cross, R. A., McAinsh, A. Prime movers: the mechanochemistry of mitotic kinesins. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 15 (4), 257-271 (2014).
  12. Camlin, N. J., McLaughlin, E. A., Holt, J. E. Motoring through: the role of kinesin superfamily proteins in female meiosis. Human Reproduction Update. 23 (4), 409-420 (2017).
  13. Yen, T. J., Li, G., Schaar, B. T., Szilak, I., Cleveland, D. W. CENP-E is a putative kinetochore motor that accumulates just before mitosis. Nature. 359 (6395), 536-539 (1992).
  14. Wood, K. W., Sakowicz, R., Goldstein, L. S., Cleveland, D. W. CENP-E is a plus end-directed kinetochore motor required for metaphase chromosome alignment. Cell. 91 (3), 357-366 (1997).
  15. Abrieu, A., Kahana, J. A., Wood, K. W., Cleveland, D. W. CENP-E as an essential component of the mitotic checkpoint in vitro. Cell. 102 (6), 817-826 (2000).
  16. Mao, Y., Desai, A., Cleveland, D. W. Microtubule capture by CENP-E silences BubR1-dependent mitotic checkpoint signaling. The Journal of Cell Biology. 170 (6), 873-880 (2005).
  17. Gudimchuk, N., et al. Kinetochore kinesin CENP-E is a processive bi-directional tracker of dynamic microtubule tips. Nature Cell Biology. 15 (9), 1079-1088 (2013).
  18. Yu, K. W., Zhong, N., Xiao, Y., She, Z. Y. Mechanisms of kinesin-7 CENP-E in kinetochore-microtubule capture and chromosome alignment during cell division. Biology of the Cell. 111 (6), 143-160 (2019).
  19. She, Z. Y., et al. Kinesin-7 CENP-E regulates chromosome alignment and genome stability of spermatogenic cells. Cell Death Discovery. 6, 25(2020).
  20. Parra, M. T., et al. Sequential assembly of centromeric proteins in male mouse meiosis. PLoS Genetics. 5 (3), 1000417(2009).
  21. Parra, M. T., et al. Expression and behaviour of CENP-E at kinetochores during mouse spermatogenesis. Chromosoma. 111 (1), 53-61 (2002).
  22. Duesbery, N. S., et al. CENP-E is an essential kinetochore motor in maturing oocytes and is masked during mos-dependent, cell cycle arrest at metaphase II. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 94 (17), 9165-9170 (1997).
  23. Gui, L., Homer, H. Spindle assembly checkpoint signalling is uncoupled from chromosomal position in mouse oocytes. Development. 139 (11), 1941-1946 (2012).
  24. Parks, J. E., Lee, D. R., Huang, S., Kaproth, M. T. Prospects for spermatogenesis in vitro. Theriogenology. 59 (1), 73-86 (2003).
  25. Sato, T., et al. In vitro production of functional sperm in cultured neonatal mouse testes. Nature. 471 (7339), 504-507 (2011).
  26. Staub, C. A century of research on mammalian male germ cell meiotic differentiation in vitro. Journal of Andrology. 22 (6), 911-926 (2001).
  27. Handel, M. A., Caldwell, K. A., Wiltshire, T. Culture of pachytene spermatocytes for analysis of meiosis. Developmental Genetics. 16 (2), 128-139 (1995).
  28. La Salle, S., Sun, F., Handel, M. A. Isolation and short-term culture of mouse spermatocytes for analysis of meiosis. Methods in Molecular Biology. 558, 279-297 (2009).
  29. Putkey, F. R., et al. Unstable kinetochore-microtubule capture and chromosomal instability following deletion of CENP-E. Developmental Cell. 3 (3), 351-365 (2002).
  30. Wood, K. W., et al. Antitumor activity of an allosteric inhibitor of centromere-associated protein-E. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (13), 5839-5844 (2010).
  31. Nam, D., Sershon, R. A., Levine, B. R., Della Valle, C. J. The use of closed incision negative-pressure wound therapy in orthopaedic surgery. Journal of the American Academy Orthopaedic Surgeons. 26 (9), 295-302 (2018).
  32. She, Z. Y., et al. Kinesin-5 Eg5 is essential for spindle assembly and chromosome alignment of mouse spermatocytes. Cell Division. 15, 6(2020).
  33. She, Z. Y., et al. Kinesin-6 family motor KIF20A regulates central spindle assembly and acrosome biogenesis in mouse spermatogenesis. Biochimica et Biophysica Acta-Molecular Cell Research. 1867 (4), 118636(2020).
  34. Wellard, S. R., Hopkins, J., Jordan, P. W. A seminiferous tubule squash technique for the cytological analysis of spermatogenesis using the mouse model. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (132), e56453(2018).
  35. Sato, M., Ishikawa, A., Kimura, M. Direct injection of foreign DNA into mouse testis as a possible in vivo gene transfer system via epididymal spermatozoa. Molecular Reproduction and Development. 61 (1), 49-56 (2002).
  36. Coward, K., et al. Expression of a fluorescent recombinant form of sperm protein phospholipase C zeta in mouse epididymal sperm by in vivo gene transfer into the testis. Fertility and Sterility. 85, 1281-1289 (2006).
  37. Davis, S., et al. Potent inhibition of microRNA in vivo without degradation. Nucleic Acids Research. 37 (1), 70-77 (2009).
  38. Zhao, H. T., et al. LRRK2 antisense oligonucleotides ameliorate α-Synuclein inclusion formation in a Parkinson's Disease mouse model. Molecular Therapy-Nucleic Acids. 8, 508-519 (2017).
  39. Shahzad, K., et al. CHOP-ASO Ameliorates Glomerular and Tubular Damage on Top of ACE Inhibition in Diabetic Kidney Disease. Journal of the American Society of Nephrology. 3, 2021040431(2021).
  40. Kang, K., Niu, B., Wu, C., Hua, J., Wu, J. The construction and application of lentiviral overexpression vector of goat miR-204 in testis. Research in Veterinary Science. 130, 52-58 (2020).
  41. Karabasheva, D., Smyth, J. T. Preparation of Drosophila larval and pupal testes for analysis of cell division in live, intact tissue. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (159), e60961(2020).
  42. Wiltshire, T., Park, C., Caldwell, K. A., Handel, M. A. Induced premature G2/M-phase transition in pachytene spermatocytes includes events unique to meiosis. Developmental Biology. 169 (2), 557-567 (1995).
  43. Cobb, J., Cargile, B., Handel, M. A. Acquisition of competence to condense metaphase I chromosomes during spermatogenesis. Developmental Biology. 205 (1), 49-64 (1999).
  44. Cobb, J., Reddy, R. K., Park, C., Handel, M. A. Analysis of expression and function of topoisomerase I and II during meiosis in male mice. Molecular Reproduction and Development. 46 (4), 489-498 (1997).
  45. Inselman, A., Handel, M. A. Mitogen-activated protein kinase dynamics during the meiotic G2/MI transition of mouse spermatocytes. Biology of Reproduction. 71 (2), 570-578 (2004).
  46. Muramatsu, T., Shibata, O., Ryoki, S., Ohmori, Y., Okumura, J. Foreign gene expression in the mouse testis by localized in vivo gene transfer. Biochemical and Biophysical Research Communications. 233 (1), 45-49 (1997).
  47. Yamazaki, Y., et al. In vivo gene transfer to mouse spermatogenic cells by deoxyribonucleic acid injection into seminiferous tubules and subsequent electroporation. Biology of Reproduction. 59 (6), 1439-1444 (1998).
  48. Yamazaki, Y., Yagi, T., Ozaki, T., Imoto, K. In vivo gene transfer to mouse spermatogenic cells using green fluorescent protein as a marker. The Journal of Experimental Zoology. 286 (2), 212-218 (2000).
  49. Coward, K., Kubota, H., Parrington, J. In vivo gene transfer into testis and sperm: developments and future application. Archives of Andrology. 53 (4), 187-197 (2007).

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