2022年10月6日
本文介绍了两种快速高效收集小型模式鱼类青鳉(Oryzias latipes)精子的方法,以及利用计算机辅助精子分析(CASA)可靠评估精子质量的实验方案。
该技术能够对小型模式鱼——日本青鳉的精液进行取样,并以一致的方式评估其质量。具体而言,通过腹部按摩采集精子,可在同一条鱼上进行多次取样,因为该方法具有非侵入性。此外,该技术还可用于青鳉精子的冷冻保存。
精子质量是受精成功率的重要指标,因此在生态学和整体生理学研究中是一项关键的分析参数。首先,准备一块柔软的固定海绵,将其裁剪至恰好能紧密贴合于培养皿内。在海绵中央切一条直线切口,长度足以将鱼体腹面朝上固定其中。
将鱼麻醉后,用纸巾轻轻擦拭鱼的腹部使其干燥。将鱼腹面朝上放置在湿润的固定海绵的凹槽中,使鱼的鳃部暴露于海绵中的麻醉溶液。如果泄殖腔周围潮湿,可用一次性擦拭纸巾轻轻擦干腹部下方。
在解剖显微镜下,将连接有吸管的微量移液器紧贴鱼的泄殖腔。然后用钝头光滑镊子沿从头侧到尾侧的方向轻轻挤压腹部,进行按摩。为回收该鱼,先将其从海绵中释放至预先准备好的恢复用水中,然后再将其放回水族系统。
将收集的精液转移至含有预热激活液的离心管中,使用吸移管组件将溶液上下吹打数次。在分析前轻轻弹击离心管,使稀释后的精子轻柔混匀。处死鱼类后,按先前所示方法将其干燥,并将鱼置于解剖显微镜下,使其左侧面向上。
使用小型解剖剪,从泄殖腔开始沿背部剪开一个皮瓣,然后沿肋骨剪至鳃部,以暴露内部器官。找到睾丸后,用精细镊子剪断其两端的附着组织。取出睾丸并转移至预先准备好的含有预热激活液的离心管中。
用镊子将睾丸在管壁上反复碾压数次,以释放精子,此时溶液会呈现轻微浑浊,可凭肉眼观察到。开始分析前,打开精子分析软件并选择运动能力分析模块。在软件中设置所有参数的配置。
将预热的一次性20微米计数板置于显微镜载物台上,载物台温度设置为27摄氏度。用移液器将样品加入计数板的计数室中,直至充满为止,但避免过度填充。小心擦拭计数室入口处多余的样品,以防止溶液中细胞发生漂移。
选择“分析”以在显微镜下观察样本。确保显微镜已聚焦,然后再次选择“分析”以记录视野中的精子。将载玻片移动至样本的新区域,重复此操作,共采集三到五个不同的视野,避免气泡、细胞团块或人为假象。
要查看结果,请选择结果,然后双击某个区域以可视化单个区域,或手动检查是否存在标记错误或未追踪的精子。如有必要,可右键单击单个精子以重新标记其运动状态。在本研究中,采用计算机辅助精子分析来记录各种速度和运动参数。
计算值包括直线性指数、线性指数和摆动性。激活溶液的渗透压影响了来自受试者解剖样本的精子运动能力。精子在水族馆用水中不活动,但在高渗和低渗的HBSS溶液中具有活动能力。
然而,与较高渗透压的溶液相比,在36毫渗透压/千克时,精子活力显著降低。精子采集方法也影响了精子活力,其中通过睾丸解剖法获得的精子活力显著高于腹部按摩法。此外,前向运动的细胞比例更高,且中速或快速运动的细胞数量更多。
与27摄氏度储存相比,在4摄氏度或冰上储存的精子其活力百分比和前向运动能力显著更高。环境和饲养条件也对精子活力有轻微影响。产卵前和产卵后采集的精子在活力方面未见显著差异。
将雄性个体单独饲养一个月后,其精子表现出较高的活力,但差异无统计学意义。通过腹部按摩法采集精子时,需要经过训练以掌握合适的镊子压力和操作动作,并避免粪便污染。该技术在生态毒理学研究中将非常有用,例如可用于评估多种污染物对雄性生育力的影响,其中青鳉是常用模式生物。
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本研究介绍了两种从小型鱼类模式物种青鳉(Oryzias latipes)中高效采集精子的技术。所述方法包括腹部按摩法和睾丸解剖法,同时提供了一种利用计算机辅助精子分析(CASA)评估精子质量的实验方案。
对日本青鳉精子质量进行定量评估,可实现对雄性生育力的客观评价,支持生殖生物学和生态毒理学的机制研究。计算机辅助精子分析(CASA)可提供标准化且可重复的结果,对脊椎动物生育力研究中的早期发现和靶点验证至关重要。这些能力有助于在转化医学和临床前模型开发中实现可预测的置信度以及基于风险的决策。
该方法通过在小型鱼类模型中实现标准化的精子质量评估,融入从发现到临床前研究的连续过程,支持机制性研究和转化医学研究。