Name: a neural network-based identification of developmentally competent or incompetent mouse fully-grown oocytes
Uploaded: 2018-03-03T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Neural Network-Based Identification of Developmentally Competent or Incompetent Mouse Fully-Grown Oocytes at JoVE.com

وقدم هذا العمل ممكناً بفضل دعم من: جامعة بافيا الغواتيمالية عام 2016؛ جامعة بارما سن الفيل عام 2014، عام 2016؛ و Kinesis لتوفير بلاستيكواري اللازمة للاضطلاع بهذه الدراسة. ونحن نشكر الدكتور شين وندسور (كلية الهندسة، جامعة بريستول، المملكة المتحدة) لتوفير البرمجيات Cell_PIV.

وافق جميع الإجراءات التي تنطوي على الحيوانات رعاية الحيوان المؤسسية واستخدام واللجان الأخلاقية في جامعة بافيا. وأبقى على الحيوانات تحت ظروف من 22 درجة مئوية، والرطوبة الجوية 60% ودورة الضوء/الظلام من 12:12 ح.
1. عزل المبيض
<ol><li>حقن إينترابيريتونيلي 2 أربع إلى عشر أسبوع CD1 الإناث ...

<ol>
	<li>Patrizio, P., Fragouli, E., Bianchi, V., Borini, A., Wells, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+methods+for+selection+of+the+ideal+oocyte.">Molecular methods for selection of the ideal oocyte.</a> Reprod. Biomed. Online. 15 (3), 346-353 (2007).</li><li>Rienzi, L., Vajta, G., Ubaldi, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Predictive+value+of+oocyte+morphology+in+human+IVF:+a+systematic+review+of+the+literature.">Predictive value of oocyte morphology in human IVF: a systematic review of the literature.</a> Human. Reprod. Update. 17 (1), 34-35 (2011).</li><li>Tan, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chromatin+configurations+in+the+germinal+vesicle+of+mammalian+oocytes.">Chromatin configurations in the germinal vesicle of mammalian oocytes.</a> Mol. Hum. Reprod. 15 (1), 1-9 (2009).</li><li>Vigone, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcriptome+based+identification+of+mouse+cumulus+cell+markers+that+predict+the+developmental+competence+of+their+enclosed+antral+oocytes.">Transcriptome based identification of mouse cumulus cell markers that predict the developmental competence of their enclosed antral oocytes.</a> BMC Genomics. 14, 380 (2013).</li><li>Bui, T. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cytoplasmic+movement+profiles+of+mouse+surrounding+nucleolus+and+not-surrounding+nucleolus+antral+oocytes+during+meiotic+resumption.">Cytoplasmic movement profiles of mouse surrounding nucleolus and not-surrounding nucleolus antral oocytes during meiotic resumption.</a> Mol. Reprod. Dev. 84 (5), 356-362 (2017).</li><li>Zuccotti, M., Piccinelli, A., Giorgi Rossi, P., Garagna, S., Redi, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chromatin+organization+during+mouse+oocyte+growth.">Chromatin organization during mouse oocyte growth.</a> Mol. Reprod. Dev. 41 (4), 479-485 (1995).</li><li>Zuccotti, M., Garagna, S., Merico, V., Monti, M., Redi, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chromatin+organisation+and+nuclear+architecture+in+growing+mouse+oocytes.">Chromatin organisation and nuclear architecture in growing mouse oocytes.</a> Mol. Cell. Endocrinol. 234 (1-2), 11-17 (2005).</li><li>Zuccotti, M., Merico, V., Cecconi, S., Redi, C. A., Garagna, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+does+it+take+to+make+a+developmentally+competent+mammalian+egg?.">What does it take to make a developmentally competent mammalian egg?.</a> Hum. Reprod. Update. 17 (4), 525-540 (2011).</li><li>Inoue, A., Nakajima, R., Nagata, M., Aoki, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contribution+of+the+oocyte+nucleus+and+cytoplasm+to+the+determination+of+meiotic+and+developmental+competence+in+mice.">Contribution of the oocyte nucleus and cytoplasm to the determination of meiotic and developmental competence in mice.</a> Hum. Reprod. 23 (6), 1377-1384 (2008).</li><li>Ajduk, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rhythmic+actomyosin-driven+contractions+induced+by+sperm+entry+predict+mammalian+embryo+viability.">Rhythmic actomyosin-driven contractions induced by sperm entry predict mammalian embryo viability.</a> Nat. Commun. 2, 417 (2011).</li><li>Swann, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phospholipase+C-&#950;-induced+Ca2++oscillations+cause+coincident+cytoplasmic+movements+in+human+oocytes+that+failed+to+fertilize+after+intracytoplasmic+sperm+injection.">Phospholipase C-&#950;-induced Ca2+ oscillations cause coincident cytoplasmic movements in human oocytes that failed to fertilize after intracytoplasmic sperm injection.</a> Fertil. Steril. 97 (3), 742-747 (2012).</li><li>Thakur, A., Mishra, V., Jain, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Feed+forward+artificial+neural+network:+tool+for+early+detection+of+ovarian+cancer.">Feed forward artificial neural network: tool for early detection of ovarian cancer.</a> Sci. Pharm. 79 (3), 493-505 (2011).</li><li>Laudani, A., Lozito, G. M., Riganti Fulginei, F., Salvini, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+Training+Efficiency+and+Computational+Costs+of+a+Feed+Forward+Neural+Network:+A+Review.">On Training Efficiency and Computational Costs of a Feed Forward Neural Network: A Review.</a> Comput. Intell. Neurosci. 2015, 818243 (2015).</li></ol>

وهناك عدة خطوات حاسمة واحدة يجب العناية أثناء تنفيذ هذا البروتوكول مع بويضات الماوس وكذلك مع تلك الأنواع الأخرى. مرة واحدة معزولة عن تلك المسام، بويضات ينبغي نقلها فورا إلى قطرات التسجيل، كما الفصل من الركام رفيق الخلايا المشغلات بداية الانتقال غف لوزارة صناعة المعلومات. إمكانية إدخال ت?...

العقم الإناث هو أمراض التي تؤثر على عدد متزايد من النساء. ووفقا "منظمة الصحة العالمية"، حوالي 20% أزواج المصابين بالعقم، مع 40% بسبب العقم الإناث. وبالإضافة إلى ذلك، أكثر من ثلث النساء تمر علاجات السرطان (300,000 في السنة والسنة 30,000 في الولايات المتحدة الأمريكية أو إيطاليا، على التوالي) وضع سابق لأوانه فشل المبيض.
استراتيجية لمنع العقم لدى مرضى السرطان هو عزلة ونعد جريبات المبيض قبل علاج الأورام، تليها في المختبر النضج (ناقلات) من بويضات غف إلى مرحلة صناعة المعلومات (مرحلة انتقالية غف للوزارة). أن تحسين توافر علامات غير الغازية الكفاءة الإنمائية البويضيه التسميد والعمليات الإنمائية ونجاح الحمل الشاملة1،2.
استناداً إلى التكوين الخاص بها الكروماتين ولاحظ بعد تلطيخ مع فلوروتشرومي سوبرافيتال هويشت 33342، بويضات الثدييات شجيرة تصنف أما محاطة نوية (SN) أو لا تحيط نوية (تسويق)3. بالإضافة إلى منظمتهم الكروماتين مختلفة، عرض هذين النوعين من بويضات العديد من الاختلافات المورفولوجية والوظيفية3،،من45،،من67،8 ،9، بما في ذلك اختصاصها هو والإنمائية. عندما عزل من المبيض ونضجت في المختبر، كل نوع من بويضات الوصول إلى مرحلة صناعة المعلومات، وبعد التلقيح الحيوانات المنوية، تطوير إلى مرحلة 2-الخلية، ولكن فقط تلك مع منظمة الكروماتين SN قد وضع لمدة9. على الرغم من أن جيدة كطريقة تصنيف لاختيار المختصة مقابل بويضات غير كفء، العيب الرئيسي هو تأثير مطفرة فلوروتشرومي نفسها، وقبل كل شيء، الأشعة فوق البنفسجية المستخدمة للكشف عنها قد يكون على الخلايا.
ولجميع هذه الأسباب، بحثنا عن علامات أخرى غير الغازية المرتبطة بتكيف الكروماتين التعطيل أو تسويق التي يمكنها أن تحل محل استخدام هويشت مع المحافظة على دقة عالية التصنيف نفسه. ملاحظة الوقت الفاصل بين "سرعات الحركة هيولى" (متجهات) تبرز كسمة مميزة لحالة خلية. على سبيل المثال، أظهرت الدراسات الأخيرة سجلت الرابطة بين متجهات وقت الإخصاب وقدرة الماوس و zygotes البشري الجيني الكامل والتنمية الكاملة ومدتها10،11.
وبناء على هذه الدراسات السابقة، يصف لنا هنا منبرا للاعتراف بالماوس تنمويا المختصة أو غير كفء بويضات شجيرة5،6،،من78. يقوم المنهاج على ثلاث خطوات رئيسية: 1) تصنف بويضات معزولة عن المسام antral أولاً استناداً إلى تكوين الكروماتين أما نوية محاطة (SN) أو نوية يحيط عدم (تسويق)؛ 2) تؤخذ صور الوقت الفاصل بين متجهات التي تحدث أثناء فترة الانتقال غف للوزارة لكل واحدة من البويضات وتحليلها مع الجسيمات الصورة فيلوسيميتري (PIV)؛ و 3) يتم تحليل البيانات التي تم الحصول عليها مع PIV مع تغذية إلى الأمام مصطنعة العصبية شبكة (الفن) لتصنيف أعمى12،13. يمكننا إعطاء تفاصيل عن الخطوات الأكثر أهمية من الإجراءات المصممة للماوس لجعلها جاهزة متوفرة يمكن اختبارها واستخدامها لأنواع الثدييات الأخرى (مثل الأبقار، والقرد والبشر).

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1257">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:363px;">Folligon</td>
			<td style="width:239px;">Intervet</td>
			<td style="width:157px;">A201A02</td>
			<td style="width:499px;">Hormonal treatment</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:363px;">Hoechst 33342&#160;</td>
			<td style="width:239px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:157px;">B2261</td>
			<td>For oocyte heterochromatin staining</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:18px;width:363px;">Cell culture Petri-dish 35 mm x 10 mm&#160;</td>
			<td style="width:239px;">Corning&#160;</td>
			<td style="width:157px;">430165</td>
			<td>For COCs isolation</td>
		</tr>
		<tr height="19">
			<td height="19" style="height:19px;width:363px;">EmbryoMax M2 Medium (1X), Liquid, with phenol red</td>
			<td style="width:239px;">Merck-Millipore</td>
			<td style="width:157px;">MR-015-D</td>
			<td>For COCs isolation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">MEM Alpha medium (1X) + Glutamax&#160;</td>
			<td style="width:239px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:157px;">M4526</td>
			<td>For oocyte in vitro maturation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Cell culture Petri-dish 35 mm glass-bottom&#160;</td>
			<td style="width:239px;">WillCo&#160;</td>
			<td style="width:157px;">GWSt-3522</td>
			<td>For imaging experiments</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:363px;">BioStation IM-LM&#160;</td>
			<td style="width:239px;">Nikon</td>
			<td style="width:157px;">MFA91001</td>
			<td>Live cell screening system&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:363px;">Pasteur pipette</td>
			<td style="width:239px;">Delchimica Scientific Glassware</td>
			<td>6709230</td>
			<td>For follicles manipulation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:363px;">Mineral oil</td>
			<td style="width:239px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:157px;">M8410</td>
			<td>To prevent contamination and medium evaporation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:363px;">Penicillin / Streptomycin</td>
			<td style="width:239px;">Life Technologies</td>
			<td style="width:157px;">15070063</td>
			<td>To prevent medium contamination&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Fetal Bovine Serum (FBS)</td>
			<td style="width:239px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:157px;">ML16141079</td>
			<td>For making up &#945;MEM medium&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">L-Glutamine&#160;</td>
			<td style="width:239px;">Life Technologies</td>
			<td style="width:157px;">25030</td>
			<td>For making up &#945;MEM medium&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Taurine</td>
			<td style="width:239px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:157px;">T0625</td>
			<td>For making up &#945;MEM medium&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:363px;">Bovine Serum Albumin (BSA)</td>
			<td style="width:239px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:157px;">A3310</td>
			<td>For making up &#945;MEM media</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sodium pyruvate&#160;</td>
			<td style="width:239px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:157px;">&#160;P4562</td>
			<td>For making up &#945;MEM media</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Zoletil (Tiletamina and Zolazepan cloridrate)</td>
			<td style="width:239px;">Virbac Srl</td>
			<td style="width:157px;">QN01AX9</td>
			<td>For mice anesthesia</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:363px;">Cell_PIV sofware&#160;</td>
			<td style="width:239px;">Kindly provided by Dr. Shane Windsor, University of Bristol, UK</td>
			<td style="width:157px;">&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; &#160;-</td>
			<td style="width:499px;">&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; &#160;-</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">MATLAB</td>
			<td style="width:239px;">The MathWorks, Natick, MA&#160;</td>
			<td style="width:157px;">&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; &#160;-</td>
			<td>For multi-paradigm numerical computing</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a neural network-based identification of developmentally competent or incompetent mouse fully-grown oocytes

عيادات العقم ستستفيد من القدرة على تحديد تنمويا المختصة مقابل بويضات غير كفء باستخدام إجراءات غير الغازية، وبالتالي تحسين نتائج الحمل الشاملة. ونحن مؤخرا بوضع طريقة تصنيف استناداً إلى الملاحظات حية مجهرية من بويضات الماوس أثناء بهم في المختبر النضج من حويصلة جيرمنال (GV) إلى المرحلة الثانية الطورية، يليها تحليل تحركات هيولى وتحدث خلال هذه الفترة الزمني الفاصل. نقدم هنا، بروتوكولات مفصلة من هذا الإجراء. بويضات معزولة عن المسام antral شجيرة ومثقف ح 15 داخل مجهر مجهزة لتحليل الوقت الفاصل بين شركة 37 درجة مئوية و 5%2. التقاط الصور في فواصل زمنية 8 دقيقة. ويتم تحليل الصور باستخدام الأسلوب فيلوسيميتري صورة الجسيمات (PIV) يحسب لكل البويضات، التشكيل الجانبي من "هيولى حركة السرعات" (متجهات) التي تحدث طوال فترة الثقافة. وأخيراً، يتم تغذية متجهات البويضات كل واحد من خلال أداة تصنيف رياضي (شبكات عصبونية اصطناعية تغذية إلى الأمام، والفن) التي تتوقع احتمال مشيج تنمويا مختصة أو غير مختصة بدقة 91.03%. يمكن اختبار هذا البروتوكول، تم إعدادها للماوس، الآن على بويضات أنواع الأخرى، بما فيها البشر.

ويبين الشكل 2 البويضيه تنمويا المختصة وغير كفء ممثل، على التوالي في البداية (GV) وفي نهاية الإجراء ناقلات الأمراض (الوزارة). ناقلات الأمراض بويضات الماوس شجيرة يحدث خلال الثقافة ح 15. ملاحظة الوقت الفاصل بين سجلات تقدم الانقسام والكشف عن الأحداث هو الرئيسية?...

Watch this Scientific Journal Video about A Neural Network-Based Identification of Developmentally Competent or Incompetent Mouse Fully-Grown Oocytes at JoVE.com

A Neural Network-Based Identification of Developmentally Competent or Incompetent Mouse Fully-Grown Oocytes

نقدم هنا، على بروتوكول لتقييم غير الغازية لاختصاص البويضيه التنموية التي يتم إجراؤها أثناء بهم في المختبر النضج من حويصلة جيرمنال إلى المرحلة الثانية الطورية. يجمع هذا الأسلوب بين الوقت الفاصل بين التصوير الجسيمات الصورة فيلوسيميتري (PIV) وتحليل الشبكات العصبية.

تعريف العصبية المستندة إلى شبكة الاتصال من بويضات شجيرة الماوس تنمويا المختصة أو غير كفء

Infertility clinics would benefit from the ability to select developmentally competent vs. incompetent oocytes using non-invasive procedures, thus ...

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

Neural Differentiation of Mouse Embryonic Stem Cells in Serum-free Monolayer Culture

التمايز العصبي للماوس الخلايا الجذعية الجنينية في المصل خالية أحادي الطبقة الثقافة

The ability to differentiate mouse embryonic stem cells (ESC) to neural progenitors allows the study of the mechanisms controlling neural specification as ...

Methods for Precisely Localized Transfer of Cells or DNA into Early Postimplantation Mouse Embryos

طرق لنقل المترجمة على وجه التحديد من الخلايا أو الحمض النووي في Postimplantation المبكر أجنة الفئران

Manipulation and culture of early mouse embryos is a powerful yet largely under-utilized technology enhancing the value of this model system. Conversely, ...

Isolation and Characterization of Mouse Antral Oocytes Based on Nucleolar Chromatin Organization

عزل وتوصيف ماوس الغارية البويضات واستنادا إلى منظمة ونين نويي

This protocol describes a simple and quick method to isolate and characterize mouse antral GV (Germinal Vesicle) oocytes as able (SN, Surrounded ...

Isolation and Expansion of Adult Canine Hippocampal Neural Precursors

العزل والتوسع في تعليم الكبار الناب الحصين العصبية السلائف

The rate of neurogenesis within the adult hippocampus has been shown to vary across mammalian species. The canine hippocampus, demonstrating a structural ...

Identification Of Erythromyeloid Progenitors And Their Progeny In The Mouse Embryo By Flow Cytometry

تحديد أسلاف ريدثروميلويد وذريتهم في الجنين الماوس عن طريق التدفق الخلوي

Macrophages are professional phagocytes from the innate arm of the immune system. In steady-state, sessile macrophages are found in adult tissues where ...

Analysis of Retinoic Acid-induced Neural Differentiation of Mouse Embryonic Stem Cells in Two and Three-dimensional Embryoid Bodies

تحليل الناجم عن حمض الريتينويك العصبية تمايز الخلايا الجذعية الجنينية الماوس في الهيئات مضغي اثنين وثلاثة الأبعاد

Mouse embryonic stem cells (ESCs) isolated from the inner mass of the blastocyst (typically at day E3.5), can be used as in vitro model system for ...

Generation of Genetically Modified Mice through the Microinjection of Oocytes

جيل من الفئران المعدلة وراثيا من خلال ميكروينجكتيون من البويضات

The use of genetically modified mice has significantly contributed to studies on both physiological and pathological in vivo processes. The pronuclear ...

Dissection, Culture and Analysis of Primary Cranial Neural Crest Cells from Mouse for the Study of Neural Crest Cell Delamination and Migration

تشريح والثقافة وتحليل خلايا الجمجمة العصبية الابتدائية من الماوس لدراسة الخلية كريست العصبية الترقيم والهجرة

Over the past several decades there has been an increased availability of genetically modified mouse models used to mimic human pathologies. However, the ...

Vascular Casting of Adult and Early Postnatal Mouse Lungs for Micro-CT Imaging

الصب الوعائي لرئتي فأرة ما بعد الولادة المبكرة للتصوير المقطعي المجهري

Blood vessels form intricate networks in 3-dimensional space. Consequently, it is difficult to visually appreciate how vascular networks interact and ...

Differentiation and Characterization of Neural Progenitors and Neurons from Mouse Embryonic Stem Cells

التمايز وتوصيف السلف العصبية والخلايا العصبية من الخلايا الجذعية الجنينية الماوس

We describe the step-by-step procedure for culturing and differentiating mouse embryonic stem cells into neuronal lineages, followed by a series of assays ...