Long term preservation of living ovarian tissues is a critical approach in human reproductive medicine as well as in the conservation of rare animal genotypes. Compared to single cell preservation, optimization of protocols for tissues is highly complex because of the diversity of cells responding differently to non-physiological conditions. Using the prepubertal domestic cat as a model, the objective was to study immediate effects of vitrification or microwave-assisted dehydration on the global transcriptome dynamics in the ovarian cortex. RNA sequencing was performed on ovarian tissues (n = 6 individuals) from different conditions: fresh tissue after dissection (F), vitrified/warmed tissue (V), tissue dehydrated for 5 min (D5) or 10 min (D10) followed by rehydration. Differential gene expression analysis was performed for comparison pairs V vs. F, D10 vs. F, D5 vs. F and D10 vs. D5, and networks were built based on results of functional enrichment and in silico protein-protein interactions. The impact of the vitrification protocol was already measurable within 20 min after warming and involved upregulation of the expression of seven mitochondrial DNA genes related to mitochondrial respiration. The analysis of D10 vs. F revealed, 30 min after rehydration, major downregulation of gene expression with enrichment of in silico interacting genes in Ras, Rap1, PI3K-Akt and MAPK signaling pathways. However, comparison of D5 vs. F showed negligible effects of the shorter dehydration protocol with two genes enriched in Ras signaling. Comparison of D10 vs. D5 showed downregulation of only seven genes. Vitrification and dehydration protocols mainly changed the expression of different genes and functional terms, but some of the differentially expressed genes formed a major in silico protein-protein interaction cluster enriched for mitochondrial respiration and Ras/MAPK signaling pathways. Our results showed, for the first time, different effects of vitrification and microwave-assisted dehydration protocols on the global transcriptome of the ovarian cortex (using the domestic cat as a biomedical model). Acquired data and networks built on the basis of differentially expressed genes (1) can help to better understand stress responses to non-physiological stresses and (2) can be used as directions for future preservation protocol optimizations.

中文翻译：

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家猫模型中卵巢组织转录组对玻璃化或微波辅助脱水的初步反应

长期保存活的卵巢组织是人类生殖医学以及保护稀有动物基因型的关键方法。与单细胞保存相比，组织方案的优化非常复杂，因为细胞的多样性对非生理条件的反应不同。以青春期前的家猫为模型，目的是研究玻璃化或微波辅助脱水对卵巢皮质整体转录组动力学的直接影响。对来自不同条件的卵巢组织（n = 6 个个体）进行 RNA 测序：解剖后的新鲜组织 (F)、玻璃化/加热的组织 (V)、脱水 5 分钟 (D5) 或 10 分钟 (D10) 后补液的组织. 对比较对 V vs. 进行差异基因表达分析。F、D10 与 F、D5 与 F 和 D10 与 D5，网络是基于功能富集和计算机蛋白质-蛋白质相互作用的结果建立的。玻璃化方案的影响在升温后 20 分钟内已经可测量，并且涉及与线粒体呼吸相关的 7 个线粒体 DNA 基因表达的上调。D10 与 F 的分析显示，再水化后 30 分钟，基因表达的主要下调与 Ras、Rap1、PI3K-Akt 和 MAPK 信号通路中的计算机相互作用基因的富集。然而，D5 与 F 的比较表明，较短的脱水方案与两个富含 Ras 信号的基因的影响可以忽略不计。D10 与 D5 的比较显示只有七个基因下调。玻璃化和脱水方案主要改变了不同基因和功能术语的表达，但一些差异表达的基因形成了一个主要的 silico 蛋白质-蛋白质相互作用簇，富含线粒体呼吸和 Ras/MAPK 信号通路。我们的研究结果首次显示了玻璃化和微波辅助脱水方案对卵巢皮质整体转录组的不同影响（使用家猫作为生物医学模型）。建立在差异表达基因基础上的获取数据和网络 (1) 有助于更好地了解对非生理压力的应激反应，(2) 可用作未来保存协议优化的方向。但一些差异表达的基因形成了一个主要的 silico 蛋白质-蛋白质相互作用簇，富含线粒体呼吸和 Ras/MAPK 信号通路。我们的研究结果首次显示了玻璃化和微波辅助脱水方案对卵巢皮质整体转录组的不同影响（使用家猫作为生物医学模型）。建立在差异表达基因基础上的获取数据和网络 (1) 有助于更好地了解对非生理压力的应激反应，(2) 可用作未来保存协议优化的方向。但一些差异表达的基因形成了一个主要的 silico 蛋白质-蛋白质相互作用簇，富含线粒体呼吸和 Ras/MAPK 信号通路。我们的研究结果首次显示了玻璃化和微波辅助脱水方案对卵巢皮质整体转录组的不同影响（使用家猫作为生物医学模型）。建立在差异表达基因基础上的获取数据和网络 (1) 有助于更好地了解对非生理压力的应激反应，(2) 可用作未来保存协议优化的方向。玻璃化和微波辅助脱水方案对卵巢皮质整体转录组的不同影响（使用家猫作为生物医学模型）。建立在差异表达基因基础上的获取数据和网络 (1) 有助于更好地了解对非生理压力的应激反应，(2) 可用作未来保存协议优化的方向。玻璃化和微波辅助脱水方案对卵巢皮质整体转录组的不同影响（使用家猫作为生物医学模型）。建立在差异表达基因基础上的获取数据和网络 (1) 有助于更好地了解对非生理压力的应激反应，(2) 可用作未来保存协议优化的方向。