Name: single cell collection of trophoblast cells in peri-implantation stage human embryos
Uploaded: 2020-06-12T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Single Cell Collection of Trophoblast Cells in Peri-implantation Stage Human Embryos at JoVE.com

Nous tenons à remercier les nombreux patients du Colorado Center for Reproductive Medicine (CCRM) qui ont gracieusement fait don de leurs embryons pour la recherche. Nous tenons également à remercier Karen Maruniak et le laboratoire clinique du CCRM pour leur aide dans le traitement des échantillons de hCG, ainsi que Sue McCormick et son équipe d’embryologie clinique de FIV au CCRM pour leur aide à la collecte, au stockage, au suivi et au don d’embryons. Le financement a été fourni à l’interne par le CCRM.

Tous les embryons humains ont été donnés avec le consentement pour une utilisation dans la recherche. Les protocoles relatifs à la culture élargie des embryons humains ont été approuvés par la Commission d’examen institutionnel de l’Ouest (étude no 1179872) et suivent les lignes directrices internationales. Toute utilisation d’embryons humains doit être examinée par les organes d’éthique et de gouvernance appropriés associés à l’établissement de recherche à l’aide de ce protocole.
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<ol>
	<li>Carter, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+of+human+placentation--a+review.">Animal models of human placentation--a review.</a> Placenta. , 41-47 (2007).</li><li>Carter, A. M., 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=Comparative+placentation+and+animal+models:+patterns+of+trophoblast+invasion+--+a+workshop+report.">Comparative placentation and animal models: patterns of trophoblast invasion -- a workshop report.</a> Placenta. 27, 30-33 (2006).</li><li>Pijnenborg, R., Robertson, W. B., Brosens, I., Dixon, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+article:+trophoblast+invasion+and+the+establishment+of+haemochorial+placentation+in+man+and+laboratory+animals.">Review article: trophoblast invasion and the establishment of haemochorial placentation in man and laboratory animals.</a> Placenta. 2, 71-91 (1981).</li><li>Edwards, R. G., Bavister, B. D., Steptoe, P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+stages+of+fertilization+in+vitro+of+human+oocytes+matured+in+vitro.">Early stages of fertilization in vitro of human oocytes matured in vitro.</a> Nature. 221 (5181), 632-635 (1969).</li><li>Thomson, J. 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=Embryonic+stem+cell+lines+derived+from+human+blastocysts.">Embryonic stem cell lines derived from human blastocysts.</a> Science. 282 (5391), 1145-1147 (1998).</li><li>O'Leary, 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=Tracking+the+progression+of+the+human+inner+cell+mass+during+embryonic+stem+cell+derivation.">Tracking the progression of the human inner cell mass during embryonic stem cell derivation.</a> Nature Biotechnology. 30 (3), 278-282 (2012).</li><li>O'Leary, 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=Derivation+of+human+embryonic+stem+cells+using+a+post-inner+cell+mass+intermediate.">Derivation of human embryonic stem cells using a post-inner cell mass intermediate.</a> Nature Protocols. 8 (2), 254-264 (2013).</li><li>Shahbazi, M. N., 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=Self-organization+of+the+human+embryo+in+the+absence+of+maternal+tissues.">Self-organization of the human embryo in the absence of maternal tissues.</a> Nature Cell Biology. 18 (6), 700-708 (2016).</li><li>Deglincerti, 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=Self-organization+of+the+in+vitro+attached+human+embryo.">Self-organization of the in vitro attached human embryo.</a> Nature. 533 (7602), 251-254 (2016).</li><li>Zhou, F., 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=Reconstituting+the+transcriptome+and+DNA+methylome+landscapes+of+human+implantation.">Reconstituting the transcriptome and DNA methylome landscapes of human implantation.</a> Nature. 572 (7771), 660-664 (2019).</li><li>Lv, B., 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=Single+cell+RNA+sequencing+reveals+regulatory+mechanism+or+trophoblast+cell-fate+divergence+in+human+peri-implantation+conceptuses.">Single cell RNA sequencing reveals regulatory mechanism or trophoblast cell-fate divergence in human peri-implantation conceptuses.</a> PLoS Biology. 17 (10), 3000187 (2019).</li><li>West, R. C., 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=Dynamics+of+trophoblast+differentiation+in+peri-implantation-stage+human+embryos.">Dynamics of trophoblast differentiation in peri-implantation-stage human embryos.</a> Proceedings of the Nationals Academy of Sciences U.S.A. 116 (45), 22635-22644 (2019).</li><li>Xiang, L., 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=A+developmental+landscape+of+3D-cultured+human+pre-gastrulation+embryos.">A developmental landscape of 3D-cultured human pre-gastrulation embryos.</a> Nature. 577 (7791), 537-542 (2020).</li><li>Mall, F. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Report+upon+the+collection+of+human+embryos+at+the+johns+hopkins+university.">Report upon the collection of human embryos at the johns hopkins university.</a> The Anatomical Record. 5 (7), 343-357 (1911).</li><li>Buettner, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Franklin+Paine+Mall+(1862-1917).">Franklin Paine Mall (1862-1917).</a> Embryo Project Encyclopedia. , (2007).</li><li>Carnegie Institution of Washington. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Contributions to embryology. , (1915).</li><li>Hertig, A. T., Rock, J., Adams, E. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+description+of+34+human+ova+within+the+first+17+days+of+development.">A description of 34 human ova within the first 17 days of development.</a> American Journal of Anatomy. 98 (3), 435-493 (1956).</li><li>Logsdon, D. M., Ermisch, A. F., Kile, R., Schoolcraft, W. B., Krisher, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Egg+cylinder+development+during+in+vitro+extended+embryo+culture+predicts+the+post+transfer+developmental+potential+of+mouse+blastocysts.">Egg cylinder development during in vitro extended embryo culture predicts the post transfer developmental potential of mouse blastocysts.</a> Journal of Assisted Reproduction and Genetics. 37 (4), 747-752 (2020).</li></ol>

Le développement du protocole de culture des embryons humains par l’implantation a permis aux scientifiques d’explorer une période inédite dans le développement8,9. Ici, nous utilisons un système de culture étendu pour la culture des embryons humains et étudier la différenciation des trophoblastes précoces avant la formation du placenta villous. Les méthodes décrites ici nous permettent de collecter différents sous-lignes de tuberculose pour une u...

L’implantation humaine et l’émergence du placenta précoce sont historiquement difficiles à étudier et restent largement inconnues parce que les tissus humains sont inaccessibles à ce stade où la grossesse est cliniquement indétectable. Les modèles animaux sont inadéquats, car la placentation humaine a ses propres caractéristiques uniques par rapport à d’autres mammifères euthériens. Par exemple, le placenta humain envahit profondément dans la decidua avec quelques cellules trophoblastiques atteignant au moins le tiers intérieur du myomètre utérin tandis que d’autres cellules remodelent les artères spirales utérines. Même nos ancêtres évolutionnaires les plus proches, les primates non humains, montrent des différences dans la morphologie placentaire et les interactions trophoblastiques avec les tissus décennals maternels1,2,3. L’obtention d’embryons humains préimplantation in vitro n’a été possible que dans les années 1980, lorsque la fécondation in vitro humaine clinique (FIV) a commencé comme une pratique courante pour le traitement de l’infertilité4. Maintenant, les blastocystes humains peuvent être cultivés in vitro pour permettre la sélection d’embryons plus viables pour le transfert, ainsi que permettre des tests génétiques sûrs. L’amélioration des techniques de culture d’embryon, ainsi que l’utilisation croissante de la FIV a donné lieu à de nombreux blastocystes excédentaires qui restent après les cycles de traitement du patient ont été achevés. Avec le consentement du patient, l’approbation de la CISR et certaines restrictions, ces blastocystes peuvent être utilisés pour des études de recherche. Ils sont devenus une ressource inestimable qui ont été utilisés pour la dérivation des cellules souches embryonnaires humaines5, comprendre la transition de la masse cellulaire interne aux cellules souches embryonnaires6,7, et plus récemment, ont été cultivés avec succès jusqu’au jour (D) 13 pour remodeler l’implantation humaine8,9. En utilisant des approches omiques unicellulaires récemment développées, l’accès à ces tissus embryonnaires humains au stade d’implantation a offert des occasions uniques de décrire les mécanismes moléculaires qui régulent ce processus de différenciation cellulaire très dynamique, qui étaient auparavant impossibles à explorer10,11,12,13.
Ici, nous décrivons les méthodes utilisées dans notre publication récente caractérisant la dynamique de la différenciation trophoblastique lors de l’implantation humaine12. Ce protocole comprend le réchauffement des blastocystes vitrifiés, la culture embryonnaire étendue jusqu’à la D12 après la FIV, la digestion enzymatique de l’embryon en cellules individuelles et la collecte de cellules pour les tests en aval (figure 1). Ce système de culture étendue soutient le développement de l’embryon humain au stade péri-implantation sans apport maternel et récapitule la différenciation des trophoblastes qui semble compatible avec les observations faites à partir de spécimens histologiques il y a de nombreuses années14,15,16,17. Pendant l’implantation, la population de trophoblastes est composée d’au moins deux types de cellules : le cytotrophoblast mononucléé progéniteur(CTB) et le syncytiotrophoblaste multinucléé (STB) différencié en phase terminale. Lors de la digestion de la trypsine, le CTB sont de petites cellules rondes qui sont morphologiquement indiscernables des autres lignées cellulaires (figure 2A, panneau gauche). La séparation de CTB d’autres lignées cellulaires, telles que l’épiblaste et l’endoderme primitif, peut être réalisée par leurs profils transcriptomiques distincts révélés par séquençage de l’ARN unicellulaire. Les cellules syncytiotrophoblastiques peuvent être facilement identifiées comme des structures de forme irrégulière qui sont significativement plus grandes que les autres types de cellules et principalement situées à la périphérie de l’embryon (figure 2A, panneau intermédiaire; Figure 2B, panneau gauche). Les cellules trophoblastiques migratrices (TMB) sont un autre sous-lignée trophoblastique trouvée au cours de la culture élargie de l’embryon et peuvent être reconnues comme s’éloignant apparemment du corps principal de l’embryon (Figure 2A, panneau droit, figure 2B, panneau droit). Le trophoblaste migrateur, bien qu’exprimant beaucoup des mêmes marqueurs que le trophoblaste villous supplémentaire (EVT), ne devrait pas être appelé EVT, puisque les structures de villous dans le placenta n’ont pas émergé à ce stade très tôt de développement.
Expérimentalement, nous avons pu recueillir de petits CTB et de grands STB qui se distinguent facilement après que les embryons sont digérés en cellules simples à D8, D10 et D12 (Figure 2A,B). Les trophoblastes migrateurs apparaissent aux stades ultérieurs de la culture embryonnaire étendue et peuvent être recueillis à D12 avant la digestion enzymatique de l’embryon entier (Figure 2A,B). En séparant phénotypiquement ces trois sous-lignes trophoblastiques avant l’analyse des cellules uniques, nous pouvons identifier des marqueurs transcriptomiques spécifiques et définir le rôle biologique de chaque type de cellule. Cytotrophoblast sont très prolifératifs et agissent comme des cellules progénitrices dans l’approvisionnement des lignées différenciées STB et VTT10,11,12,13. Syncytiotrophoblast sont impliqués dans la production d’hormones placentaires pour maintenir la grossesse et peuvent également être responsables des embryons enfouis dans l’endomètre10,11,12,13. Le trophoblaste migrateur présente des caractéristiques encore plus fortes d’un phénotype migrateur envahissant et est probablement responsable d’une colonisation plus profonde et plus étendue de l’endomètre utérin10,11,12,13. Après avoir défini la signature transcriptomique de chaque type de cellule, les analyses de regroupement ont également révélé deux sous-ensembles supplémentaires de cellules qui étaient morphologiquement indiscernables de CTB et avaient des transcriptomes avec des caractéristiques de STB et MTB, respectivement12. Ces cellules intermédiaires sont probablement en train de différencier de CTB aux sous-lignes MTB ou STB et auraient été négligées si les embryons avaient été digérés aveuglément et si les cellules avaient été séparées par le transcriptome seulement.
Le protocole décrit ici utilise un système de culture bidimensionnel (2D) et peut ne pas être optimal pour soutenir le développement structurel tridimensionnel (3D), comme suggéré par une publication récente décrivant un système de culture 3D nouvellement développé13. Néanmoins, dans ce système 2D, la différenciation du trophoblaste précoce semble être compatible avec les observations faites à partir de spécimens in vivo14,15,16,17. Ce protocole peut également être facilement adapté pour l’utilisation dans le système de culture 3D récemment décrit13 avec des changements minimes. Toutes les étapes sont effectuées avec une pipette de micromanipulation de poche avec des pointes jetables disponibles dans le commerce ou une pipette buccale d’une pipette en verre finement tirée attachée à des tubes en caoutchouc, un filtre et un embout buccal.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>3130 or 3110 Forma Series II water-jacketed CO2 incubator</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>13-998-078</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>35 mm Corning Primaria tissue culture dish</td>
			<td>VWR</td>
			<td>62406-038</td>
			<td>Case of 500</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5 mL snap cap tube</td>
			<td>VWR</td>
			<td>60819-295</td>
			<td>Pack of 25</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>60 mm Corning Primaria tissue culture dish</td>
			<td>VWR</td>
			<td>25382-687</td>
			<td>Case of 200</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6-well dish</td>
			<td>Agtech Inc.</td>
			<td>D18</td>
			<td>Pack of 1, 10, or 50</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acidic Tyrode&#39;s solution</td>
			<td>Millipore Sigma</td>
			<td>T1788</td>
			<td>100 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biotix 1250 &#181;L pipette tips</td>
			<td>VWR</td>
			<td>76322-156</td>
			<td>Pack of 960</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blast, blastocyst culture media</td>
			<td>Origio</td>
			<td>83060010</td>
			<td>10 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dilution Solution</td>
			<td>Kitazato</td>
			<td>VT802</td>
			<td>1 x 4 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disposable Borosilicate Glass Pasteur Pipets</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>1367820D</td>
			<td>5.75 in. (146mm); 720/Cs</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#39;s Phosphate Buffered Saline</td>
			<td>Millipore Sigma</td>
			<td>D8537</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Embryo culture paraffin oil OvOil</td>
			<td>Vitrolife</td>
			<td>10029</td>
			<td>100 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eppendorf PCR tubes 0.2 mL</td>
			<td>VWR</td>
			<td>47730-598</td>
			<td>Pack of 1,000</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eppendorf PCR tubes 0.5 mL</td>
			<td>VWR</td>
			<td>89130-980</td>
			<td>Case of 500</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fibronectin from human plasma. Liquid .1% solution</td>
			<td>Millipore Sigma</td>
			<td>F0895</td>
			<td>1 mg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gilson 1 mL Pipetteman</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>F123602G</td>
			<td>1 Pipetteman 200-1000 &#181;L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gilson 20 &#181;L Pipetteman</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>F123602G</td>
			<td>1 Pipetteman 2-20 &#181;L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gilson 200 &#181;L Pipetteman</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>F123602G</td>
			<td>1 Pipetteman 50-200 &#181;L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>G-MOPS handling media</td>
			<td>Vitrolife</td>
			<td>10129</td>
			<td>125 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Handling media</td>
			<td>Origio</td>
			<td>83100060</td>
			<td>60 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ibidi 8 well chambered coverslip</td>
			<td>Ibidi</td>
			<td>80826</td>
			<td>15 slides per box</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IVC1/IVC2</td>
			<td>Cell Guidance Systems</td>
			<td>M11-25/ M12-25</td>
			<td>5-5mL aliquots</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>K System T47 Warming Plate</td>
			<td>Cooper Surgical</td>
			<td>23054</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MilliporeSigma Millex Sterile Syringe Filters with Durapore PVFD Membrane</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>SLGVR33RS</td>
			<td>Pack of 50</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouth pieces</td>
			<td>IVF Store</td>
			<td>MP-001-Y</td>
			<td>100 pieces</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oosafe center well dish</td>
			<td>Oosafe</td>
			<td>OOPW-CW05-1</td>
			<td>Case of 500</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Quinn&#39;s Advantage SPS</td>
			<td>Origio</td>
			<td>ART-3010</td>
			<td>12x 12 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rubber latex tubing for mouth pieces</td>
			<td>IVF Store</td>
			<td>IVFS-NRL-B-5</td>
			<td>5 ft.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereomicroscope</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>SMZ1270</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stripper tips</td>
			<td>Cooper Surgical</td>
			<td>MXL3-275</td>
			<td>20/pk 275 &#181;m</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thawing Solution</td>
			<td>Kitazato</td>
			<td>VT802</td>
			<td>2 x 4 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>The Stripper Micropipetter</td>
			<td>Cooper Surgical</td>
			<td>MXL3-STR</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TrypLE Express Enzyme (1X), no phenol red</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>12604013</td>
			<td>1 x 100 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tween20</td>
			<td>Millipore Sigma</td>
			<td>P1379-25ML</td>
			<td>25 mL bottle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VWR 1-20 &#181;L pipette tips</td>
			<td>VWR</td>
			<td>76322-134</td>
			<td>Pack of 960</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VWR 1-200 &#181;L pipette tips</td>
			<td>VWR</td>
			<td>89174-526</td>
			<td>Pack of 960</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Washing Solution</td>
			<td>Kitazato</td>
			<td>VT802</td>
			<td>1 x 4 mL</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

single cell collection of trophoblast cells in peri-implantation stage human embryos

L’implantation humaine, l’apposition et l’adhérence à l’épithélie de surface utérine et l’invasion subséquente du blastocyste dans le decidua maternel, est un événement biologique critique mais énigmatique qui a été historiquement difficile à étudier en raison de limitations techniques et éthiques. L’implantation est initiée par le développement du trophectoderme au trophoblaste précoce et la différenciation ultérieure en sous-lignées trophoblastiques distinctes. La différenciation précoce aberrante de trophoblast peut mener à l’échec d’implantation, aux pathologies placentaires, aux anomalies foetales, et à la fausse couche. Récemment, des méthodes ont été développées pour permettre aux embryons humains de se développer jusqu’au jour 13 après la fécondation in vitro en l’absence de tissus maternels, une période qui englobe la période d’implantation chez l’homme. Cela a donné aux chercheurs l’occasion d’étudier l’implantation humaine et de récapituler la dynamique de la différenciation des trophoblastes au cours de cette période critique sans confondre les influences maternelles et éviter les obstacles inhérents à l’étude des événements précoces de différenciation des embryons in vivo. Pour caractériser différents sous-lignes trophoblastiques lors de l’implantation, nous avons adopté des méthodes de culture étendue bidimensionnelles (2D) existantes et développé une procédure pour digérer et isoler enzymatiquement différents types de cellules trophoblastiques pour les tests en aval. Les embryons cultivés dans des conditions 2D ont une morphologie relativement aplatie et peuvent être sous-optimaux dans la modélisation in vivo en trois dimensions (3D) architectures embryonnaires. Cependant, la différenciation des trophoblastes semble être moins affectée, comme en témoignent les changements prévus de morphologie et d’expression génique au cours de la culture étendue. Différents sous-lignes trophoblastiques, y compris le cytotrophoblaste, le syncytiotrophoblaste et le trophoblaste migrateur, peuvent être séparés par la taille, l’emplacement et l’émergence temporelle, et utilisés pour d’autres caractérisations ou expérimentations. L’étude de ces cellules trophoblastiques tôt peut être instrumentale dans la compréhension de l’implantation humaine, le traitement des pathologies placentaires communes, et l’atténuation de l’incidence de la perte de grossesse.

Les embryons sains ont fait l’présentant une prolifération continue au cours de la culture étendue (Figure 2B). Les embryons anormaux ont commencé à se rétracter de leurs bords extérieurs et à se désintégrer (figure 2C). D’après notre expérience, environ 75% des embryons ont été attachés au fond du plat enduit de fibronectine à 48 h et l’attachement a augmenté à environ 90% par 72 h en culture. Le succès de l’attachement à l’embryon...

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Single Cell Collection of Trophoblast Cells in Peri-implantation Stage Human Embryos

Ici, nous décrivons une méthode pour réchauffer les blastocystes humains vitrifiés, les cultiver à travers la période d’implantation in vitro, les digérer en cellules individuelles et recueillir les cellules trophoblastiques précoces pour une étude plus approfondie.

Collection à cellule unique de cellules trophoblastiques dans les embryons humains de stade de péri-implantation

Human implantation, the apposition and adhesion to the uterine surface epithelia and subsequent invasion of the blastocyst into the maternal decidua, is a ...

Beaucoup de grossesses échouent tôt dans le développement humain d’embryon autour des sept ou huit post-fertilisation. Ce protocole offre aux chercheurs la possibilité de cultiver des concepteurs humains in vitro au cours de cette mystérieuse fenêtre d’implantation. Cela nous permet de comprendre les mécanismes qui sous-tendent le succès de l’implantation humaine et de la formation placentaire précoce.L’utilisation d’un système de culture étendu pour cultiver des embryons humains à stade périimplantatoire in vitro est probablement le seul moyen d’obtenir des matériaux authentiques pour étudier l’implantation et la différenciation précoce du trophoblaste. Cette technique simple est un outil puissant qui nous permet de répondre à de nombreuses questions fondamentales sur le développement précoce de l’homme. Les recherches menées avec l’utilisation de ce protocole contribueront largement à la compréhension de la perte précoce de grossesse, de l’échec récurrent d’implantation et des pathologies de placenta.Deirdre Logsdon, doctorante d’un laboratoire, démontrera la procédure. Un jour avant le réchauffement de l’embryon, préparez des supports et des plaques de récupération dans une hotte stérile à écoulement laminaire. Remplissez deux plats de lavage de culture d’organe de puits de centre avec 500 microlitres de BM avec 10%SPS, puis couvrez le BM avec 500 microlitres d’huile de qualité de culture d’embryon.Dans un plat de culture tissulaire de 16 millimètres, superposer huit millilitres d’huile de culture embryonnaire et ancrer 20 gouttes de BM de microlitre avec 10% de SPS au fond. Equilibrer la vaisselle et l’assiette de récupération dans un incubateur à 37 degrés Celsius, 6 % de dioxyde de carbone et 5 % d’oxygène pendant au moins quatre heures. Aliquot environ quatre millilitres d’IVC 1 dans un tube de bouchon instantané de cinq millilitres et préparer un plat de lavage avec 500 microlitres d’IVC 1 sans superposition d’huile.Equilibrer le plat et le tube dans l’incubateur pendant au moins quatre heures. Diluer la fibronectine du sérum humain dans PBS à 30 microgrammes par millilitre. Ouvrez les huit paquets de coverslip bien chambés en prenant soin de ne pas toucher les puits, puis pipette doucement 250 microlitres de la fibronectine dans chaque puits.Remplacez le couvercle sur le coverslip et incubez-le à quatre degrés Celsius pendant 20 à 24 heures. Préparer la plaque de culture prolongée le matin du réchauffement de l’embryon. Récupérer le bordereau de couverture chambé avec de la fibronectine et le placer dans le capot d’écoulement laminaire.Retirez ensuite le mélange de fibronectine avec une pipette d’un millilitre et jetez-le. Pipette 300 microlitres de l’IVC 1 équilibré dans chaque puits et placer le coverslip dans l’incubateur jusqu’à l’enlèvement de la zona pellucida. Après le réchauffement et la récupération des embryons humains D5, évaluez-les pour leur ré-expansion et prenez des photos de chaque embryon.Déplacez chaque embryon à 500 microlitres d’un milieu de manipulation tamponné MOPS avec 5% de FCS. Ensuite, traitez-le avec la solution acide de Tyrode tel que décrit dans le manuscrit du texte. Déplacez immédiatement l’embryon avec la zona dissolvante en 300 microlitres de milieu tamponné MOPS réchauffé pour étancher la solution du Tyrode.Déplacez ensuite l’embryon dans un plat central de tissu d’organe de puits contenant le BM équilibré avec 10%SPS sous l’huile de qualité de culture d’embryon. Ensuite, retournez l’embryon à la goutte de récupération de 20 microlitres. Déplacez individuellement les embryons vers le plat de lavage avec le média IVC 1 équilibré, puis déplacez soigneusement chaque embryon vers un puits de la couverture chambrée, en vous assurant de garder une trace de l’identification de l’embryon.Retournez le coverslip chambé dans un incubateur fixé à 37 degrés Celsius, 6% de dioxyde de carbone et d’oxygène atmosphérique pendant deux jours. Au deuxième jour de croissance, examinez attentivement l’attachement des embryons au microscope et échangez les médias. Sachez quel embryon est attaché au plat en tapant doucement sur l’assiette.Pour changer le média, retirez le couvercle et aspirez soigneusement 150 microlitres d’IVC 1, en prenant soin de ne pas déranger l’embryon attaché. Si un embryon n’est pas encore attaché à la plaque, n’échangez pas les supports parce que le sérum dans IVC 1 aidera à l’attachement. Lentement pipette 150 microlitres de médias de culture étendue équilibrés, IVC 2 dans chaque puits et remplacer le couvercle sur le coverslip.Soigneusement retourné le coverslip chambé à l’incubateur. Répétez l’échange de médias et la vérification de pièce jointe tous les jours jusqu’à ce que les embryons soient prêts pour la fixation ou la digestion unicellulaire. Si la collecte des supports usés est nécessaire pour une analyse plus approfondie, casser le gel des 150 microlitres d’IVC 1 enlevé dans un tube stérile à faible liaison de 0,5 millilitre.Lavez chaque embryon une fois avec 200 microlitres de PBS, puis ajoutez 200 microlitres de solution de trypsine à chaque puits. Remettre le coverslip chambé à l’incubateur pendant cinq minutes. Utilisez une petite pipette ou une pipette buccale finement tirée pour ramasser un VTT individuel, puis utilisez une pipette plus grande pour dissocier doucement l’embryon en aspirant de haut en bas.Continuer à aspirer l’embryon doucement et à plusieurs reprises à l’aide d’une pointe de pipette de plus petit diamètre jusqu’à ce que l’embryon ait été incubé pendant un total de 10 minutes dans la trypsine. Pour effectuer la sélection d’une seule cellule, déplacez les cellules dissociées à travers 320 gouttes de lavage de microlitres de PBS et 0,1% PVP sous huile de culture embryonnaire, en prenant soin de ne pas perdre de cellules. Après le lavage, les cellules utilisent une pipette en verre finement tirée pour sélectionner une cellule.Pipette soigneusement la cellule unique dans un tube stérile de liaison basse de 0,2 millilitre avec un volume minimal de PBS et PVP. Prenez des cellules individuelles libres dans de l’azote liquide et conservez-les à 80 degrés Celsius négatifs pour une utilisation plus rapide. Les embryons en bonne santé ont montré la prolifération continue au cours de la culture étendue, alors que les embryons anormaux ont commencé à se rétracter de leurs bords externes et à se désintégrer.Au huitième jour de fécondation post, la plupart des cellules dans les embryons étaient cytotrophoblaste ou CTBs, qui étaient positifs pour le marqueur trophoblaste GATA-3. À la périphérie de l’embryon, les CTBs se différeciaient déjà en syncytiotrophoblastes multinucléés, qui avaient une feuille comme l’apparence et taché positif pour les humains CGB. Au jour 10, la formation des cellules migratrices positives de trophoblaste de CGB était à un maximum, qui a été confirmé par la hausse de la production de HCG à ce moment.Les trophoblastes migrateurs qui ont taché positif pour HLA-G, ont également commencé à émerger et migrer loin du corps embryonnaire. Au jour 12, la différenciation stb était en déclin et la production de VTT est devenue plus importante, suggérant un changement d’accent de la production d’hormones le jour 10 à la migration cellulaire le jour 12. Ces changements peuvent être observés dans une vidéo time lapse de la période périimplantatoire.La vidéo montre l’effondrement du blastocèle, la formation du STB, et la différenciation et la migration éventuelles du VTT. La chose la plus importante à garder à l’esprit lorsque vous terminez cette procédure est que vous travaillez avec des embryons vivants qui sont sensibles aux changements de température, d’osmolalité et de pH. Il est essentiel de réduire au minimum le temps que les plats sont sortis de l’incubateur pour maintenir la santé de l’embryon.Après avoir terminé cette procédure, les investigateurs peuvent employer les cellules simples isolées pour des analyses d’omics simples en aval de cellules, telles que le séquençage d’ARN simple de cellule et le séquençage de bisulfite de génome entier pour mieux comprendre des changements épigénétiques et transcriptomiques pendant l’implantation humaine et la formation tôt de placenta.

Research

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