Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
В статье описан быстрый протокол гонадетомизации и отбора проб крови у маленьких телеостных рыбок, используя японскую медаку(Oryzias latipes)в качестве модели, для исследования роли половых стероидов в физиологии животных.
Половые стероиды, вырабатываемые гонадами, играют важную роль в пластичности мозга и тканей гипофиза и в нейроэндокринном контроле размножения у всех позвоночных, обеспечивая обратную связь с мозгом и гипофизом. Телеостные рыбы обладают более высокой степенью тканевой пластичности и вариации репродуктивных стратегий по сравнению с млекопитающими и, по-видимому, являются полезными моделями для изучения роли половых стероидов и механизмов, с помощью которых они действуют. Удаление основного источника производства половых стероидов с помощью гонадэктомии вместе с забором крови для измерения уровня стероидов было хорошо установлено и довольно осуществимо у более крупных рыб и является мощным методом исследования роли и эффектов половых стероидов. Однако эти методы вызывают проблемы при реализации в моделях телеоста небольшого размера. Здесь мы описываем пошаговые процедуры гонадэктомии как у мужчин, так и у женщин японской медаки с последующим забором крови. Показано, что эти протоколы весьма осуществимы в медаке, о чем свидетельствует высокая выживаемость, безопасность для продолжительности жизни и фенотипа рыбы, а также воспроизводимость с точки зрения клиренса половых стероидов. Использование этих процедур в сочетании с другими преимуществами использования этой модели малого телеоста значительно улучшит понимание механизмов обратной связи в нейроэндокринном контроле репродукции и пластичности тканей, обеспечиваемых половыми стероидами у позвоночных.
У позвоночных половые стероиды, которые в основном вырабатываются гонадами, играют важную роль в регуляции оси Мозг-Гипофиз-Гонад (БПГ) через различные механизмы обратной связи1,2,3,4,5. Кроме того, половые стероиды влияют на пролиферацию и активность нейронов в головном мозге6,7,8 и эндокринных клеток, включая гонадотропы, в гипофизе9,10,и таким образом играют решающую роль в пластичности мозга и гипофиза. Несмотря на относительно хорошие знания млекопитающих, механизм регуляции оси BPG, опосредованный половыми стероидами, далек от понимания у видов, не являющихся млекопитающими, что приводит к плохому пониманию эволюционных законсервированных принципов11. По-прежнему существует ограниченное число исследований, документирующих роль половых стероидов в пластичности мозга и гипофиза, что повышает необходимость дальнейших исследований роли и влияния половых стероидов на различные виды позвоночных.
Среди позвоночных телеосты стали мощными образцовыми животными в решении многочисленных биологических и физиологических вопросов, включая реакцию на стресс12,13,рост14,15,физиологию питания16,17 и размножение2. Телеосты, в которых половые стероиды в основном представлены эстрадиолом (Е2) у самок и 11-кетотестостероном (11-КТ) у самцов18,19лет, уже давно являются надежными экспериментальными моделями для исследования общего принципа размножения между видами. Телеосты проявляют уникальность в своих гипоталамо-гипофизарных соединениях20,21 и отчетливых гонадотропных клетках22,которые иногда удобны для выяснения регуляторных механизмов. Более того, благодаря своей пригодности как к лабораторным, так и к полевым экспериментам, телеосты предлагают много преимуществ по сравнению с другими организмами. Их относительно недорого приобрести и обслуживать23,24. В частности, небольшие модели телеоста, такие как рыбкиданио (Danio rerio)и японская медака(Oryzias latipes),являются видами с очень высокой плодовитостью и относительно коротким жизненным циклом, позволяющим быстро анализировать функцию генов и механизмы заболевания23,что обеспечивает еще большие преимущества в решении множества биологических и физиологических вопросов, учитывая многочисленные хорошо разработанные протоколы и генетический инструментарий, доступные для этих видов25.
В многочисленных исследованиях удаление гонад (гонадэктомия) наряду с методами забора крови были использованы в качестве метода для исследования многих физиологических вопросов, в том числе его влияния на репродуктивную физиологию позвоночных у млекопитающих26,27,28,птиц29 и амфибий30. Хотя влияние гонадэктомии на репродуктивную физиологию может быть альтернативно имитировано антагонистами половых стероидов, такими как тамоксифен и кломифен, эффект препаратов, по-видимому, непоследователен из-за бимодальных эффектов31,32. Хроническое воздействие антагониста половых стероидов может привести к увеличению яичников33,34,что может отключить наблюдение за его эффектами в долгосрочных целях из-за нездорового фенотипа. Кроме того, невозможно провести восстановительный эксперимент после лечения половыми стероидами, чтобы оправдать специфический эффект определенных половых стероидов. Наряду с вышеупомянутыми моментами, другие компромиссы использования секс-стероидных антагонистов были широко рассмотрены31,32. Поэтому гонадэктомия все еще появляется сегодня как мощный метод исследования роли половых стероидов.
В то время как методы гонадэктомии и забора крови относительно легко выполнять у более крупных видов, таких как европейский морской окунь(Dicentrarchus labrax)35,синеголовый крапивник(Thalassoma bifasciatum)36,собачья рыба(Scyliorhinus canicula)37 и сом(Heteropneustes fossilis и Clarias bathracus)38,39,они вызывают проблемы при применении к мелким рыбам в качестве медака. Например, использование системы доставки рыбной анестезии (FADS)40 менее осуществимо и, по-видимому, подвержено чрезмерному физическому повреждению мелких рыб. Кроме того, процедура гонадэктомии, которая обычно используется для более крупных рыб40, не подходит для мелких рыб, что требует высокой точности, чтобы избежать чрезмерных повреждений. Наконец, забор крови является сложной задачей из-за ограниченного доступа к кровеносных сосудам и небольшого количества крови у этих животных. Поэтому важен четкий протокол, демонстрирующий каждый шаг гонадэктомии и забора крови в небольшом телеосте.
Этот протокол демонстрирует пошаговые процедуры гонадэктомии с последующим забором крови у японской медаки, небольшой пресноводной рыбы, произрастающих в Восточной Азии. Японские медаки имеют секвенированный геном, несколько молекулярных и генетических инструментов, доступных25,и генетическую систему определения пола, позволяющую проводить исследование половых различий до того, как вторичные половые признаки или гонады будут хорошо развиты41. Интересно, что японские медаки обладают сросшейся гонадой в отличие от многих других видов телеостов42. Эти два метода в совокупности занимают всего 8 минут и завершат список видеопротегов, уже существующих для этого вида, которые включают маркировку кровеносных сосудов43,зажим патча на участках44 гипофиза и нейронах мозга45и первичную культуру клеток46. Эти методы позволят исследовательской общине исследовать и лучше понять роль половых стероидов в механизмах обратной связи, а также пластичность мозга и гипофиза в будущем.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Все эксперименты и обращение с животными проводились в соответствии с рекомендациями по благополучию экспериментальных животных в Норвежском университете естественных наук. Эксперименты с использованием гонадэктомии были одобрены Норвежским управлением по безопасности пищевых продуктов (FOTS ID 24305).
ПРИМЕЧАНИЕ: Эксперименты проводились с использованием взрослого мужчины и самки (6-7 месяцев, вес около 0,35 г, длина около 2,7 см) японской медаки. Пол определяли путем различения вторичных половых признаков, таких как размер и форма спинного и анального плавников, как описано в42,47.
1. Подготовка приборов и растворов
2. Процедура гонадэктомии
3. Процедура забора крови
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Этот протокол описывает каждый шаг для выполнения гонадэктомии и забора крови в модели малого размера телеоста, японской медаке. Выживаемость рыб после овариэктомии (OVX) у самок составляет 100% (10 из 10 рыб), в то время как 94% (17 из 18 рыб) самцов выжили после орхидэктомии. Меж?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Как сообщалось в предыдущей литературе, гонадэктомия и забор крови уже давно используются у других модельных видов для исследования вопросов, связанных с ролью половых стероидов в регуляции оси БПГ. Однако эти методы, по-видимому, поддаются только более крупным животным. Учитывая небо?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Авторам нечего раскрывать.
Авторы благодарят г-жу Лурдес Карреон Г Тан за ее помощь в рыбоводстве. Эта работа финансировалась NMBU, Grants-in-Aid от Японского общества содействия развитию науки (JSPS) (грант No 18H04881 и 18K19323) и грантом на исследовательские проекты в области фундаментальных наук от Фонда Сумитомо в S.K.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Glass capilary | GD1 | Glass Capillary with Filament GD-1; Narishige | |
Heparin sodium salt | H4784-1G | Sigma-aldrich | |
Needle puller | P97 | Flaming/Brown Micropipette puller Model P-97; Sutter Instrument | |
Nylon thread | N45VL | Polyamide suture, 0.2 metric; Crownjun | |
Plastic tube | T9661 | Eppendorf Safe-lock microcentifuge tube 1.5 ml, Sigma-aldrich | |
Razor blade | - | Astra Superior Platinum Double Edge Razor Blades Green, salonwholesale.com | |
Silicone capillary | a16090800ux0403 | Uxcell Silicone Tube 1 mm ID x 2 mm OD, amazon.com | |
Tricaine | WXBC9102V | Aldrich chemistry |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены