【小鼠大學(xué)問】手把手教你采集小鼠受精卵


小鼠受精卵(早期胚胎)采集在基因工程小鼠的制備和保種中都是非常重要的步驟。只有采集到足夠數(shù)量和質(zhì)量的受精卵,才能更有效地進(jìn)行顯微注射、胚胎移植或凍存復(fù)蘇,保證獲得高質(zhì)量的子代小鼠。

那么受精卵到底是怎么采集的呢?今天我們就來介紹一下1細(xì)胞期與2細(xì)胞期胚胎的收集方法。

哺乳動(dòng)物的受精過程發(fā)生在輸卵管內(nèi),小鼠胚胎進(jìn)入子宮著床時(shí)間大約為4天左右。因此,需要在配種后或受精后的適當(dāng)時(shí)間從超排供體收集不同時(shí)期的胚胎。

小鼠受精后4.5天內(nèi)早期胚胎發(fā)育的過程:

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[圖片來自:Genetics & Development]


人、小鼠、大鼠胚胎發(fā)育階段對(duì)應(yīng)時(shí)間點(diǎn):

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[圖片來自:https://embryology.med.unsw.edu.au]

受精卵獲得的方法分自然排卵、激素誘發(fā)排卵和體外受精三種方法。我們今天介紹的是誘發(fā)排卵(超排)后采集受精卵的方法。

誘發(fā)排卵(超排)后采集受精卵的方法

雌鼠超排與合籠

超排

不同背景的小鼠超排周齡都是不同的,劑量也是不同的。那以常用的C57小鼠為例,超排周齡為3-4周齡。當(dāng)達(dá)到超排周齡后,向雌小鼠腹腔內(nèi)注射5個(gè)國際單位(IU)的孕馬血清促性腺激素(PMSG),然后約46-48h后再注射5 IU的人絨毛膜促性腺激素(hCG),12h后即可誘發(fā)排卵。

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圖1. 雌鼠超排與受精卵早期發(fā)育時(shí)間軸。[圖片來自:Ivan Bedzhov, et al. In vitro culture of mouse blastocysts beyond the implantation stages. Nature Protocols volume 9, pages 2732–2739 (2014)]


合籠

1) 雌小鼠給予hCG后與成熟雄性小鼠進(jìn)行合籠。雄鼠交配一般是在夜晚發(fā)生,交配過程中建議不換籠,交配過的雄小鼠,間隔一周后才進(jìn)行下次交配。

2) 交配后過夜易見小鼠的陰道栓。

1-cell期胚胎采集

輸卵管切開

1) 通過斷頸快速處死見栓0.5天的小鼠。

2) 將小鼠背部靠尾部剃毛并用70%的乙醇徹底涂搽手術(shù)部位。

3) 用眼科鑷捏緊正中線皮膚,用外科剪剪出一個(gè)橫切口,鈍性分離皮膚與肌肉,充分暴露背側(cè)腰部肌肉。

4) 卵巢位于脊柱兩側(cè)隱約可見的白色脂肪團(tuán)的下方,用眼科鑷拎起脂肪團(tuán)上腹膜,眼科剪在此處開一小口,用鑷子夾住脂肪墊,輕輕地將子宮、輸卵管、卵巢拉出體腔。

5) 用眼科鑷將輸卵管、卵巢和脂肪團(tuán)拉伸,用眼科剪在輸卵管和卵巢之間剪開,重新定位眼科鑷的位置,然后在靠近輸卵管的子宮部剪開,將斷離的輸卵管放入預(yù)先準(zhǔn)備好的小玻璃皿中的 M2 液滴中。對(duì)另一側(cè)輸卵管重復(fù)上面操作。

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[圖片來自:D. Rizos a, et al. Culture of bovine embryos in intermediate host oviducts with emphasis on the isolated mouse oviduct. Theriogenology 73 (2010) 777–785]


離體輸卵管內(nèi)受精卵的收集與處理

1) 用眼科鑷撕開輸卵管膨大的壺腹部,即看到包繞受精卵的丘細(xì)胞團(tuán)。游離的受精卵慢慢流出,也可以用鑷子輕輕擠壓輸卵管將受精卵推出裂口。

2) 全部卵群取出后,將其轉(zhuǎn)移到一個(gè)約 200ul 的液滴中,加入 10-15ul 的 500U/ml 透明質(zhì)酸酶(hyaluronidase)消化顆粒細(xì)胞,約30秒-1分鐘,必要時(shí)用毛細(xì)管吹打卵群數(shù)次。如顆粒細(xì)胞全部脫落,則開始清洗步驟;如仍有部分未脫落則再等待數(shù)十秒直到全部脫落。

3) 洗滌:用玻璃細(xì)管(直徑約120um-250um,即大于一個(gè)受精卵的直徑而小于二個(gè)受精卵的直徑)把受精卵在新的 M2 液滴中轉(zhuǎn)移五次,洗去顆粒細(xì)胞、殘?jiān)巴该髻|(zhì)酸酶,將洗好的受精卵轉(zhuǎn)移到覆蓋有礦物油(可防止污染同時(shí)防止培養(yǎng)基水分蒸發(fā)影響pH)的 M16 液滴(在 5%CO2、37℃培養(yǎng)箱中平衡過夜,保證正確 pH 值)中,再放入 5%CO2、37℃培養(yǎng)箱中備用。

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圖3. (a) Scheme illustrating pipetting device for handling and reimplanting zygotes. (b) Six drops of M2 medium placed in dish, indicating drop 1. Drops are overlaid with mineral oil by carefully flooding the dish from the center.

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圖4. (e) Zygotes harvested with follicular cumulus cells, (f) after successive treatments with hyaluronidase (normal zygotes, arrows; degenerated zygotes, arrowheads).


2-cell期胚胎采集的時(shí)間

與1-cell期胚胎的采集不同之處在于:

1) 使用見栓1.5天的供體雌鼠。

2) 將斷離的輸卵管放入預(yù)先準(zhǔn)備好的小玻璃皿中的 M2 液滴中后,使用吸有 M2 的注射器配鈍口的4#針頭,插入輸卵管,僅沖洗輸卵管部分,收集胚胎。并將胚胎洗滌干凈,洗去血細(xì)胞及殘?jiān)龋瑢⑾春玫呐咛マD(zhuǎn)移到覆蓋有礦物油的 M16 液滴中,再放入 5%CO2、37℃ 培養(yǎng)箱備用。

M2 和 M16培養(yǎng)基

M2與M16都是化學(xué)成份明確的培養(yǎng)基(chemically defined medium;CDM)。CDM含胚胎需要、能維持和胚胎生長(zhǎng)發(fā)育,分裂繁殖的化學(xué)成分:多種鹽離子、能量物質(zhì)、生長(zhǎng)因子、動(dòng)物白蛋白或含蛋白等大分子的各種動(dòng)物血清。

標(biāo)準(zhǔn)的M16在上世紀(jì)70年代初定型,現(xiàn)已商業(yè)化,是世界各地實(shí)驗(yàn)室仍常用于小鼠胚胎實(shí)驗(yàn)的一種CDM。M2是在M16基礎(chǔ)上添加了HEPES(4-羥乙基哌嗪乙磺酸)。利用HEPES可適當(dāng)延長(zhǎng)培養(yǎng)基和其中培養(yǎng)物在自然環(huán)境下(二氧化碳培養(yǎng)箱外)的使用時(shí)間。因其可較長(zhǎng)時(shí)間維持一定的pH平衡,便于自然環(huán)境下操作應(yīng)用。M2更適于小鼠等動(dòng)物在采集卵母細(xì)胞,或胚胎在相對(duì)較長(zhǎng)時(shí)間的體外操作等環(huán)節(jié)應(yīng)用。

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表1. Comparison of M16. [來自:GAO Shan, et al. Culturing of Mouse and Rat Preimplantation Embryos in Various Chemically Defined Media. China Biotec]





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