A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
פרוטוקול זה מתאר שיטה לסינון זרע איכותי עם אינדקס פיצול DNA נמוך על ידי שימוש במאפייני תנועתיות הזרע ותיגמוטקסיס. השיטה משתמשת בנתיב שחייה אופקי בצורת U, המאפשר לזרע איכותי להגיע לצד הנגדי דרך טיפות חיץ, בעוד שזרע מת, פסולת תאים וזיהומים אינם נכללים.
זרע אנושי הוא תערובת מורכבת הכוללת זרעונים תנועתיים בהדרגה, זרעונים לא תנועתיים, זרעונים לא תנועתיים, פסולת תאים ופלזמת זרע צמיגה. זרע איכותי מתייחס לזרעונים תנועתיים בהדרגה עם מורפולוגיה תקינה, שלעתים קרובות מציגים אינדקס פיצול DNA נמוך יותר (DFI) ופוטנציאל הפריה גבוה יותר. הכנת זרע איכותי היא שלב קריטי בטכנולוגיית רבייה בסיוע אנושי. שיטת הכנת הזרע המסורתית, צנטריפוגה שיפוע בצפיפות לא רציפה (DGC), גוזלת זמן ועתירת עבודה. צנטריפוגה חוזרת עלולה לפגוע ב-DNA של הזרע, ובכך להשפיע על ההפריה והתפתחות העובר לאחר מכן. מחקר זה מציג שיטת שחייה אופקית בצורת U (UHS) להכנת זרע הזרקת זרע תוך ציטופלזמית (ICSI), אשר מבטלת באופן משמעותי את ההשפעות המזיקות של צנטריפוגה על DNA הזרע. שיטת UHS כוללת יצירת נתיב UHS באמצעות מדיום הפריה בתוך צלחת הפעלה של ICSI. מיקרו-טיפת מדיום הפריה של 10 מיקרוליטר ממוקמת בנקודת ההתחלה בצד שמאל של נתיב UHS כדי להחזיק את הזרע. שתי טיפות חיץ נוספות של מדיום דישון של 10 מיקרוליטר ממוקמות במרווחים לאורך החלק האמצעי השמאלי של הנתיב, כאשר כל הטיפות מחוברות באמצעות מדיום הפריה. לאחר מכן המנה מכוסה בשמן תרבית ומודגרת למשך הלילה ב-37 מעלות צלזיוס עם 6% CO2 לאיזון. לאחר מכן, 3 מיקרוליטר זרע מתווספים למיקרו-טיפה בנקודת ההתחלה. זרעונים איכותיים שוחים לצד ימין של נתיב UHS, ומקלים על יניקתם לתוך מחט ההזרקה ICSI. זרע מת, פסולת תאים וזיהומים צמיגים אחרים נשארים ברובם בנקודה ההתחלתית או בטיפות החיץ. עיבדנו בו זמנית 21 דגימות זרע בטכניקות UHS ו-DGC והשווינו את ה-DFI שלהן. התוצאות הראו כי ה-DFI בקבוצת ה-DGC היה 5.5% ±-3.2%, בעוד שה-DFI בקבוצת UHS היה 1.7% ±-1.1%. ההבדל בין שתי הקבוצות היה מובהק סטטיסטית (P < 0.05).
טכניקות אופטימיזציה של זרע והכנת זרע ממלאות תפקיד מכריע בהשגת חלקיקי תאים מועשרים בזרעונים מעולים מבחינה מבנית ותפקודית, המהווה שלב מפתח בטכנולוגיית רבייה בסיוע אנושי1. מטרת אופטימיזציית הזרע היא: (1) להפחית או להסיר פרוסטגלנדינים, תאים פעילים במערכת החיסון, נוגדנים נגד זרע, זרע לא נייד באיכות נמוכה, חיידקים ופסולת בפלזמת הזרע; (2) להפחית או לבטל את צמיגות הזרע; ו-(3) לקדם קיבולת זרע ולשפר את יכולת ההפריה. טכניקת הכנת זרע אידיאלית אמורה לשחזר אוכלוסיית זרע מתפקדת ביותר השומרת על שלמות ה-DNA ואינה גורמת לתפקוד לקוי באמצעות ייצור מיני חמצן תגובתיים (ROS) על ידי זרע ולויקוציטים2.
טכנולוגיית הכנת הזרע הנפוצה ביותר כיום היא שיטת DGC. היתרונות של שיטה זו הם שיעור ההתאוששות הגבוה שלה3 וסטנדרטיזציה קלה. בשימוש מעשי, ניתן לבחור אותו בצורה גמישה על סמך איכות הדגימה עבור שיטת שיפוע בצפיפות כפולה4, שיטת mini-DGC או שיטת צנטריפוגה שיפוע חד-שכבתית5. ניתן להשתמש בשיטה זו להכנת זרע איכותי בעל חיוניות טובה, נקי מפסולת תאים, תאי דם לבנים מזוהמים, תאים שאינם נבט ותאי נבט מנוונים. עם זאת, החיסרון בשיטה זו הוא שהיא דורשת צנטריפוגה, שעלולה לגרום נזק ל-DNA זרע6.
השיטה המוצגת כאן אומצה מהמחקר המקורי של Baldini et al.7, שהתמקד בנדידת זרע אופקית בכלי הזרקה. שיטה שונה זו משלבת נתיב אופקי בצורת U להפרדת זרע איכותי עם חיוניות חזקה. זה מונע נזק ל-DNA הנגרם על ידי צנטריפוגה וממזער את ההשפעה של זרע מת, פסולת תאים וזיהומים צמיגים אחרים במהלך הליכי הזרקת זרע תוך ציטופלזמית (ICSI).
הגישה הספציפית כוללת שימוש במדיום דישון ליצירת נתיב UHS בצלחת ההפעלה של ICSI. מיקרו-טיפה של מדיום הפריה של 10 מיקרוליטר ממוקמת בנקודת ההתחלה השמאלית של נתיב UHS כדי להחזיק את הזרע. שתי טיפות חיץ נוספות של 10 מיקרוליטר ממוקמות במרווחים בחלק האמצעי השמאלי של נתיב UHS, וכל הטיפות מחוברות באמצעות מדיום הפריה. לאחר כיסוי ההתקנה בשמן גידול, המנה מודגרת למשך הלילה ב-37 מעלות צלזיוס עם 6% CO2 לשיווי משקל. לאחר מכן, 3 מיקרוליטר זרע מתווספים למיקרו-טיפה בנקודת ההתחלה בצד שמאל של נתיב UHS. זרע איכותי שוחה למסלול בצד ימין של נתיב UHS, ומקל על איסופו עם מחט ההזרקה ICSI. זרע מת, פסולת תאים וזיהומים צמיגים אחרים נשארים בעיקר במיקום המקורי או בטיפות החיץ.
השבב המיקרופלואידי מדמה את תהליך הברירה הטבעית במערכת הרבייה הנשית, ומאפשר בידוד אופטימלי של זרע איכותי מזרע ללא צנטריפוגה. זה קריטי לשיפור תנועתיות הזרע8, הפחתת אינדקס פיצול ה-DNA של הזרע9 ושיפור תוצאות ההריון10. עם זאת, הייצור של מכשירים כאלה הוא מורכב, יקר ומאתגר ליישום נרחב.
הפרוטוקול המתואר כאן מציע חלופה חדשנית, פשוטה ואפשרית. על ידי מינוף מאפייני תנועתיות הזרע, שיטה זו משיגה תוצאות דומות לאלו של טכנולוגיה מיקרופלואידית. הזרע המוכן מפגין חיוניות חזקה, מדדי פיצול DNA נמוכים, ומתאימים היטב לשימוש ב-ICSI.
מחקר זה אושר על ידי ועדת האתיקה הרפואית של בית החולים העממי הראשון של האוניברסיטה הרפואית נאנג'ינג (מספר אישור: KY-2024-181-01). הסכמה מדעת התקבלה מהמטופלים שהדגימות שלהם שימשו במחקר זה. ההליך צריך להתבצע על ידי צוות מנוסה בהתאם לנוהלי מעבדה טובים והנחיות קליניות11,12. פרטי הריאגנטים והציוד המשמשים מסופקים בטבלת החומרים.
1. הכנת צלחת הפעלה ICSI
2. איסוף דגימות זרע
3. ניתוח דגימת זרע
4. איסוף ביציות
5. בחירת זרע ותפעול ICSI
6. הכנת זרע בשיטת DGC
7. איתור שלמות ה-DNA הגרעיני של הזרע (שיטת פיזור כרומטין זרע, SCD)
8. ניתוח סטטיסטי
שיטות UHS ו-DGC שימשו כדי לייעל את הטיפול ב-21 דגימות ולהשוות את מדד פיצול ה-DNA של הזרע בין שתי השיטות. השיטה המשתמשת במסלול UHS בצלחת ICSI יכולה להחליף את DGC, מה שעלול לגרום נזק לזרע. זרע איכותי עם תנועתיות פרוגרסיבית טובה שוחה בצורה חלקה לאורך קצה המסלול בצורת U (איור 2
השלב המרכזי בהפרדת זרע איכותי בשיטת UHS המתוארת במאמר זה הוא הקמת נתיב UHS עם טיפות חיץ. גם נתיב UHS וגם טיפות החיץ נוצרים באמצעות זרע שטוף והתקבל. נתיב UHS מנחה זרע איכותי לשחות בחופשיות ולהצטבר לאורך קצה המסלול, מה שמקל על איסוףו. טיפות החיץ מפחיתות את צמיגות הזרע, מסננות זרע מ...
למחברים אין מה לחשוף.
ללא.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
7% Polyvinyl pyrrolidone Solution | Vitrolife Sweden AB | 10111 | ICSI |
Aspirator | LABOTECT | - | Aspirator |
Biological clean workbench | Suzhou Antai | - | Biological clean workbench |
Blastocyst culture medium | Vitrolife Sweden AB | 10132 | Blastocyst culture medium |
Cleavage culture medium | Vitrolife Sweden AB | 10128 | Cleavage culture medium |
CO2 incubator | Thermo Scientific | - | CO2 incubator |
Culture oil | Vitrolife Sweden AB | 10029 | OVOIL |
Disposable plastic transfer pipette | BD Falcon | 357575 | disposable plastic transfer pipette |
Fertilization medium | Vitrolife Sweden AB | 10136 | G-IVF PLUS |
ICSI operating dish | BD Falcon | 351006 | Petri dish |
Instant hyaluronidase | Vitrolife Sweden AB | 10017 | Instant hyaluronidase |
Inverted microscope | NIKON | - | Inverted microscope |
IVF Workstation | Denmark K-SYSTEM | - | IVF Workstation |
Makler counting chamber | Sefi Medical Instruments | Makler counting chamber | |
Micro operating system | NIKON | - | Micro operating system |
Oocyte processing medium | Vitrolife Sweden AB | 10130 | G-MOPS PLUS |
Optical microscope | OLYMPUS | - | Optical microscope |
Phase contrast microscope | NIKON | - | Phase contrast microscope |
Sperm Counting Board | Markler | - | Sperm Counting Board |
Sperm gradient separation solution | Vitrolife Sweden AB | 10138 | SpermGrad |
Sperm nucleus DNA integrity Kit | Shenzhen HuaKang | - | Sperm Nucleus DNA Integrity Kit (SCD) |
Stereoscopic microscope | NIKON | - | Stereoscopic microscope |
Tabletop centrifuge | HETTICH | - | Tabletop centrifuge |
Thermostatic test tube rack | GRANT | - | Thermostatic test tube rack |
Tri-gas incubator | ASTEC | - | Tri-gas incubator |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved