小鼠腔前卵泡体外培养的优化研究

The optimized research of the in vitro culture of preantral follicles in mice.

作者信息Xiyan Wang, Liguo Wang, Yanmei Sun, Di Wu, Jiao Li, Lin Zhu, Shiwen Jiang, Xiaoyan Pan
PMID33463764
发布时间2020-11
DOI10.1002/jcla.23498

实验完整度

包含体外卵泡培养、ELISA、免疫荧光、Western blot等多个独立证据层级,并进行功能验证(卵泡生长、卵母细胞成熟)和机制验证(FSHR、类固醇合成酶表达)。

主要模型

小鼠PM卵泡(直径80‐100 μm) 小鼠ES卵泡(直径110‐130 μm) 14日龄雌性ICR小鼠卵巢组织

重点核对

卵泡发育阶段:PM卵泡(80‐100 μm,1‐2层颗粒细胞)或ES卵泡(110‐130 μm,3层颗粒细胞) r‐FSH浓度:10 mIU/mL或100 mIU/mL 培养时间:10天 卵母细胞成熟诱导:2.5 IU/mL hCG处理16小时 统计方法:独立样本t检验,单因素方差分析及LSD事后检验,P < .05

摘要

目的 腔前卵泡体外培养效率低,且依赖于物种、发育阶段和促卵泡激素(FSH)浓度。在此,我们优化了小鼠腔前卵泡体外培养系统。 方法 从14日龄雌性小鼠中分离初级卵泡(PM卵泡,直径80‐100 μm)和早期次级卵泡(ES卵泡,直径110‐130 μm),在含10 mIU/mL或100 mIU/mL r‐FSH的培养基中培养。观察卵泡生长和卵母细胞成熟。通过ELISA检测雌二醇(E2)。通过免疫荧光和Western blot检测FSH受体(FSHR)、Ki‐67、3β‐HSD、CYP17和CYP19的水平。 结果 ES卵泡的腔形成率和卵母细胞成熟率显著高于PM卵泡(P < .05)。在100 mIU/mL r‐FSH条件下,ES卵泡的腔形成率和卵母细胞成熟率也显著高于10 mIU/mL r‐FSH条件(P < .05)。在ES卵泡中发现更高的FSHR水平。同时,在10 mIU/mL r‐FSH条件下,ES卵泡呈扁平生长模式,而在100 mIU/mL r‐FSH条件下观察到立体空间生长模式。100 mIU/mL r‐FSH刺激颗粒细胞增殖的作用显著强于10 mIU/mL r‐FSH。此外,与PM卵泡颗粒细胞相比,FSH显著促进ES卵泡颗粒细胞增殖。在100 mIU/mL r‐FSH条件下,ES卵泡中E2的分泌以及3β‐HSD、CYP17和CYP19的表达显著高于10 mIU/mL r‐FSH条件。 结论 100 mIU/mL r‐FSH理想地促进ES卵泡的发育,其生长模式能更合理地模拟体内卵泡的生长。

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
如何优化小鼠腔前卵泡体外培养系统,以提高卵泡发育和卵母细胞成熟效率?
核心机制
FSH通过结合颗粒细胞上的FSHR,促进颗粒细胞增殖,上调类固醇合成限速酶(3β‐HSD、CYP17、CYP19)表达,增加E2分泌,从而促进ES卵泡发育和卵母细胞成熟。
主要证据
基于PM和ES卵泡的体外培养实验,通过ELISA检测E2水平,Western blot和免疫荧光检测FSHR、Ki‐67、类固醇合成酶表达,以及卵泡腔形成和卵母细胞成熟率统计。
研究意义
本研究确定的优化培养系统(100 mIU/mL r‐FSH培养ES卵泡)不仅提高了卵泡体外发育和卵母细胞成熟率,还能更好地模拟体内卵泡生长模式,为研究卵泡发育和筛选卵巢毒性物质提供了更优的体外模型。

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

卵泡分离与分级

获取不同发育阶段的腔前卵泡(PM和ES)用于后续培养。

从14日龄雌性ICR小鼠卵巢中机械分离PM卵泡(直径80‐100 μm,含1‐2层颗粒细胞)和ES卵泡(直径110‐130 μm,含3层颗粒细胞)。

2

体外培养与形态学观察

比较不同FSH浓度下卵泡生长和发育情况。

将PM和ES卵泡分别培养在含10 mIU/mL或100 mIU/mL r‐FSH的α‐MEM培养基中,持续10天,观察卵泡贴壁、颗粒细胞增殖、腔形成及退化情况。

3

卵母细胞成熟评估

评估不同条件下卵母细胞的体外成熟能力。

培养10天后,加入2.5 IU/mL hCG继续培养16小时,收集COCs并评估卵母细胞成熟情况(MII卵母细胞)。

4

激素分泌检测

检测培养卵泡E2分泌水平,评估卵泡功能。

收集培养第4、6、8、10天的培养基上清,通过ELISA检测E2浓度。

5

蛋白表达检测

分析FSHR、增殖标志物和类固醇合成酶的表达水平。

通过Western blot检测FSHR、Ki‐67、3β‐HSD、CYP17、CYP19和GAPDH/β‐actin的表达;通过免疫荧光检测卵巢组织中的FSHR定位和表达。

6

统计分析

评估实验结果的统计学显著性。

使用SPSS 17.0统计软件,采用独立样本t检验和单因素方差分析(LSD事后检验)进行数据分析,P < .05为显著。

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。

验证样本或模型特征
验证分子表达变化

产品清单

实验环节名称品牌货号
ICR小鼠----
L-15培养基Gibco BRL--
α-MEM培养基Gibco BRL--
胎牛血清Gibco BRL--
胰岛素-转铁蛋白-硒Gibco BRL--
矿物油Sigma-AldrichM5310
重组促卵泡激素----
人绒毛膜促性腺激素Merck Serono--
60 mm培养皿Falcon, Becton Dickinson--
FSHR抗体Biossbs-20658R
FITC标记的山羊抗兔二抗----
Hoechst 33342----
荧光显微镜OlympusBX53
雌二醇ELISA试剂盒Bioss Chinabsk00483
酶标仪BiotekEL × 800
RIPA裂解液Beyotime BiotechP0013B
Ki-67抗体ABclonalA2094
3β-HSD抗体Biossbs-3906R
CYP17抗体Biossbs-3853R
CYP19抗体Biossbs-0114R
GAPDH抗体Biossbs-2188R
β-actin抗体ABclonalAc026
HRP标记的山羊抗兔二抗Biossbs-0295G-HRP
Tanon 4600成像系统Tanon4600
Image Pro-Plus 6.0软件--6.0

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
卵泡发育阶段(PM vs ES)、直径范围、r‐FSH浓度、培养时间、培养基成分、培养皿规格、矿物油覆盖
阅读提示:见Materials and Methods 2.2,Table 1
卵母细胞成熟
hCG浓度、处理时间、卵母细胞成熟评判标准
阅读提示:见Materials and Methods 2.2,Results 3.3,Table 4
激素分泌检测
ELISA试剂盒品牌、样品采集时间点、检测方法
阅读提示:见Materials and Methods 2.4,Results 3.6,Table 5
蛋白表达检测
抗体品牌、货号、蛋白提取方法、样本量
阅读提示:见Materials and Methods 2.3和2.5,Results 3.7和3.8