二维和悬浮培养中小鼠腔前卵泡的体外发育:α-MEM与SAGE 1-Step的比较

In vitro mouse preantral follicle development in 2D and suspension culture: α-MEM vs SAGE 1-step

作者信息Amir Bazgir, Narges Karami, Fatemeh Hassani, Farah Farokhi, Azam Dalman
PMID42447034
发布时间2026-07-01
DOI10.1530/RAF-25-0158

实验完整度

包含体外卵泡培养、卵母细胞成熟分析、免疫染色纺锤体评估、qRT-PCR基因表达以及统计分析,多个独立实验(4次卵泡培养、3次纺锤体分析、5次基因表达)

主要模型

小鼠腔前卵泡(14日龄NMRI小鼠) 2D培养系统(组织培养处理培养皿) 悬浮培养系统(悬浮培养皿)

重点核对

小鼠品系:NMRI,14日龄 卵泡直径:120-130 μm 培养基:α-MEM 或 SAGE 1-Step,均添加5% FBS、100 mIU/mL FSH、50 μg/mL 抗坏血酸、1% ITS 培养时间:13天,第13天添加5 IU/mL hCG,18-21小时后评估 培养系统:2D(Corning 430166)与悬浮培养皿(Corning 430589)

摘要

未成熟卵泡的体外培养仍然是生殖生物学、辅助生殖技术和生育力保存中的一个挑战。本研究探讨了α-MEM和SAGE 1-Step培养基对小鼠腔前卵泡发育和卵母细胞成熟的影响,使用二维(2D)和悬浮培养系统。来自14日龄NMRI小鼠的腔前卵泡(约130 μm)在任一培养基中于2D或悬浮条件下培养13天。在第13天,添加hCG以诱导减数分裂恢复。我们评估了卵泡生长、窦腔形成、卵母细胞成熟、减数分裂纺锤体组织以及相关基因的表达(Bmp15、Gdf9)用于成熟,卵丘扩展(Has2、Ptgs2、Lhr、Adamts1)和凋亡(Bax、Bcl2)。窦腔形成在两种培养系统中α-MEM较高(P > 0.05)。然而,SAGE 1-Step在两种系统中均显著提高了卵母细胞成熟率(2D中P = 0.01,悬浮中P = 0.006,与α-MEM相比)。纺锤体染色表明,悬浮培养显著增加了具有正常减数分裂纺锤体组织的卵母细胞百分比(P = 0.002)。基因表达分析显示,悬浮培养中Adamts1显著上调(P = 0.008),Bax显著下调(P = 0.01)。此外,悬浮系统中Bax/Bcl2的凋亡比率显著降低(P = 0.01)。总之,SAGE 1-Step培养基显著增强卵母细胞成熟,而悬浮系统更好地保持纺锤体结构和减少凋亡。SAGE 1-Step与悬浮培养的结合提供了产生高质量卵母细胞的优化微环境。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
SAGE 1-Step培养基与悬浮培养系统能否改善小鼠腔前卵泡的体外发育和卵母细胞质量?
核心机制
SAGE 1-Step培养基含有稳定的谷氨酰胺(L-丙氨酰-L-谷氨酰胺)和乳酸钙,减少氨积累,提供能量底物,促进卵母细胞成熟;悬浮培养通过维持卵泡三维结构,保留细胞间通讯,下调Bax/Bcl2凋亡比值,促进正常纺锤体形成和Adamts1表达。
主要证据
体外培养实验显示SAGE 1-Step显著提高MII卵母细胞率(2D:52.38% vs 16.69%,悬浮:63.46% vs 24.35%);免疫染色显示悬浮培养中正常纺锤体比例显著增加(69.44% vs 30.55%);qRT-PCR显示悬浮培养中Adamts1上调、Bax下调。
研究意义
SAGE 1-Step与悬浮培养组合为获得高质量卵母细胞提供了优化微环境,对生育力保存和辅助生殖具有潜在应用价值。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

腔前卵泡分离与培养

建立两种培养基和两种培养系统的体外培养体系,以评估对卵泡发育的影响。

从14日龄NMRI小鼠卵巢中分离120-130 μm腔前卵泡,在α-MEM或SAGE 1-Step培养基中,于2D或悬浮培养皿中用20 μL微滴培养13天,每2-3天半换液。

2

卵母细胞成熟诱导和评估

评估两种培养基和培养系统对卵母细胞成熟(GV、GVBD、MII)的影响。

在第13天,向形成的窦状卵泡中加入5 IU/mL hCG,培养18-21小时后,通过轻柔吹打去除卵丘细胞,用倒置显微镜根据第一极体存在与否评估核成熟。

3

减数分裂纺锤体免疫染色

评估成熟卵母细胞的纺锤体组织和染色体排列,作为细胞质成熟指标。

SAGE 1-Step培养基中的MII卵母细胞固定于4%多聚甲醛,用FITC偶联抗α-微管蛋白抗体染色,DAPI复染,荧光显微镜下观察,将纺锤体分类为正常或异常(拉长、多极、塌陷)。

4

基因表达分析(qRT-PCR)

比较2D和悬浮培养系统中与卵母细胞成熟、卵丘扩展和凋亡相关基因的表达差异。

提取第14天排卵前卵泡的RNA,用RNeasy Micro Kit提取,合成cDNA,SYBR Green qRT-PCR检测Gdf9、Bmp15、Has2、Ptgs2、Lhr、Adamts1、Bax、Bcl2基因,Gapdh为内参,计算2^(-ΔΔCt)。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
α-最小必需培养基Gibco--
SAGE 1-Step培养基Origio--
胎牛血清Gibco--
促卵泡激素Gonal-F--
抗坏血酸Sigma-Aldrich--
胰岛素-转铁蛋白-硒Gibco--
人绒毛膜促性腺激素Merck--
矿物油Sigma-Aldrich--
透明质酸酶Sigma-Aldrich--
抗α-微管蛋白抗体(FITC标记)Abcamab64503
4',6-二脒基-2-苯基吲哚Gibco--
Triton X-100----
山羊血清Sigma-AldrichS-26
RNeasy微量试剂盒Qiagen--
SMOBio cDNA合成试剂盒SMOBio--
SYBR Green染料Thermo Fisher--
二维组织培养皿Corning430166
悬浮培养皿Corning430589
荧光显微镜Olympus--
磷酸盐缓冲液Gibco--
吐温20Gibco--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
卵泡分离与培养
小鼠品系和年龄、卵泡直径、培养基组成、培养系统(2D/悬浮)、微滴体积、覆盖油、培养时间、换液频率
阅读提示:Materials and methods - Preantral follicle isolation and culture
卵母细胞成熟诱导
hCG浓度、诱导时间、卵丘去除方法(机械/酶法)
阅读提示:Materials and methods - Evaluation of follicle development rate and oocyte maturation
纺锤体染色
固定液浓度和时间、透化剂及时间、封闭液及时间、一抗浓度和孵育时间、DAPI浓度和染色时间、显微镜类型
阅读提示:Materials and methods - Meiotic spindle immunostaining
基因表达分析
RNA提取试剂盒、cDNA合成试剂盒、qPCR试剂、引物序列、内参基因、样本重复数、技术重复数、计算方法
阅读提示:Materials and methods - qRT-PCR analysis