Проекты

Применение экспериментальных моделей лабораторных животных в медицине. Исследование яичников самок линии иммунодефицитных мышей Balb/c nude

Работа призёров открытой городской научно-практической конференции «Старт в медицину» в секции «Медицинская генетика»

Направление работы: Генетика
Авторы работы: ГБОУ Школа «Покровский квартал»
Предметы: Биология
Классы: 8 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Старт в медицину» 2020 года

Актуальность

Генетическая мутация, приводящая к отсутствию 2–3 млн пар оснований в определённой хромосоме встречается как у мышей, так и у человека. Данная мутация связана с нарушениями эмбрионального развития 3-го и 4-го жаберного кармана плодов и развивающихся из них структур. У мышей подобная мутация 11-й хромосомы приводит к отсутствию волосяного покрова и тимуса или к их недоразвитию. У человека же подобное генетическое заболевание встречается редко. Основные симптомы заболевания у новорождённых связывают не только с первичным иммунодефицитом и отсутствием тимуса, но и с аномалиями развития лицевого отдела (верхней челюсти), сердца (порок сердца) и общего недоразвития различных отделов головного мозга.
Мыши, несущие подобную мутацию, более просты в изучении и используются в основном для изучения иммунной системы, опухолей, иммунодефицита.

Цель

Провести сравнительный анализ различных проявлений мутации nude мышей линии Balb/c.

Задачи

1. Провести анализ научной литературы по теме исследования.
2. Провести анализ встречаемости мышей с подобной генетической мутацией в имеющейся популяции лабораторных мышей линии /.
3. Описать особенности развития мышей линии / и / (голые мыши).
4. Освоить методы гистологического анализа.

Оснащение и оборудование, использованное в работе

• Криостат
• Микроскоп
• Программа для визуализации фотографий
• Предметные и покровные стекла
• Реактивы для фиксации и окрашивания гистохимических срезов

Описание

Были осмотрены 8 помётов мышей линии Balb/c, содержащихся в виварии Института биологии развития РАН. Авторы работы описывали особенности развития мышей nude и частоту встречаемости мутации в потомстве мышей линии Balb/c.

В каждом помёте периодически появлялись мыши с генотипом nude. Были осмотрены мыши на разных сроках: 1-й день после рождения – 1помёт, 5-й день – 1помёт, 14-й день – 3 помёта и 30-й день – 3 помёта. Каждый помёт также содержал обычных мышей. Были определены сроки развития волосяного покрова и открытия глазных отверстий.

 

Подготовка тканей яичников была выполнена сотрудниками Института биологии развития РАН. Образцы яичников были помещены в фиксирующий раствор 4%-го раствора параформальдегида для дальнейшей криопротекции образцов в 30%-м растворе сахарозы. Затем образцы тканей извлекали и с помощью фильтровальной бумаги удаляли влагу, далее замораживали в гексане, охлаждённом до -40 °С жидким азотом. Образцы хранили при -80 °С. Далее приготовили фронтальные срезы толщиной 10 мкм на криостате Leica при температуре –23 °С.

Полученные срезы контрольных гетерозиготных мышей и мышей nude подвергали стандартному гистологическому окрашиванию гематоксилином и эозином. Для этого на 5 мин. срезы помещали в ёмкость, содержащую ядерный краситель гематоксилин. Дифференцировали срезы в проточной воде 10 мин, на 30 с погружали в цитоплазматический краситель эозин и 10 с промывали в дистиллированной воде. После чего препараты оставляли для просушивания на ночь при комнатной температуре, затем просветляли их в ксилоле и заключали в синтетическую смолу Витрогель (Россия). Затем препараты просматривали в световом микроскопе ЛОМО, соединённом с цифровой видеокамерой Toupcam (США). Полученные фотографии обрабатывали с использованием компьютерной программы ToupView (США).

Результаты

  1. При осмотре помётов разных возрастов авторы определили, что процентное соотношение развивающихся мышей nude в потомстве линии мышей Balb/c составляет от 10 до 50 %.
    2. Появление волосяного покрова у мышат и возможность определения фенотипа nude в помётах происходит на 14-й день после рождения. Открытие глаз наступает на 15–18-й дни после рождения. Средняя продолжительность жизни имеющихся самок мышей фенотипа nude составляет 30–50 дней. Отмечено отсутствие молочных желёз не только у самцов нормальных мышей на 14-й и 30-й дни жизни, но и у самцов и самок мышей nude в эти сроки.
    3. На гистологических препаратах яичников как мышей с мутацией nude, так и их однопомётников без мутации обнаружены фолликулы всех типов, но большая их часть у мышей с мутацией находится на разных стадиях разрушения.

 

Выводы

1. На момент рождения определение мутантных генов возможно только с помощью дорогостоящего метода флуоресцентной гибридизации ДНК (FISH) как у мышей, так и человека.
2. Фенотип мышей с выраженной мутацией nude начинает проявляться с 14-го дня после рождения и совпадает по времени с открытием глазных отверстий. С этого времени можно определить мутацию по отсутствию волосяного покрова.
3. Обнаружение обычных зрелых фолликулов в яичниках мышей nude свидетельствует о предполагаемой возможности их размножения c применением современных методов репродукции.

Перспективы использования результатов работы

Результаты могут быть направлены на дальнейшее изучение репродуктивной способности мышей с мутацией nude и использованы для коррекции репродуктивного статуса в доклинических исследованиях.

Сотрудничество с учреждением при создании работы

ИБР РАН