Serum luteinizing hormone response and oocyte nuclear maturation in rats superovulated with pregnant mare serum gonadotropin

임마혈청성 고나도트로핀으로 다배란 처치된 흰쥐에 있어서의 혈청 황체형성 호르몬의 반응 및 난자의 핵성숙

Catheters were placed into the external jugular veins of immature female rats. On the following day (day 28 of age), the animals were injected subcutaneously with pregnant mare serm gonadotropin(PMSG): 4IU(control) or 20IU(superovulation). Each animal was sequentially bled at Ohr and 12hr and subsequently at 6hr intervals until sacrifice at 72hr after PMSG. The superovulatory dose of PMSG significantly(P<0.05) increased the ovulatory response by 4.0 fold above controls. On the other hand, superovulated oocytes displayed considerably different stages of meiotic maturation: prophase I (14.7%), anaphase I (36.2%), telophase I (10.3%), metaphase I/II (32.4%), while in control rats a majority of the oocytes examined(94.0%) consistently showed a metaphase II configuration. Serum luteinizing hormone(LH) levels were determined by RIA. Both groups exhibited a similar time relationship with two distinct peaks: an initial slight rise at 0-18hr and a second sharp rise at 54-60hr. However, there was a marked change in the magnitude of LH levels between the two groups. In superovulated animals, prior to the second peak, overall LH levels were significantly(P<0.001) higher than controls. In contrast, at the peak occurring at 60hr, LH concentrations were significantly(P<0.001) reduced by 54% below that of control. Additionally, a maximum increase of mean ${\Delta}LH$ between two peaks was much less in superovulated as compared to control rats. The initial prolonged elevation of serum LH before 54hr in superovulated rats was found to result from actual cross-reaction of the injected PMSG with LH antibody in the assay, while a precipitous second elevation between 54hr and 60hr resulted primarily from an endogenous LH surge. This study clearly defines time-course features of serum LH in PMSG-treated rats. The overall results indicate that, following superovulatory treatment with PMSG, the increased ovulatory response is primarily associated with PMSG-derived intrinsic gonadotropin, and that the recovery of immature or asynchronously mature oocytes at ovulation may reult from the circulatory alteration of LH activity characterized by an initial prolonged elevation of serum LH and its subsequent attenuation.

미성숙 래트의 외경정맥에 카테타를 장착하고, 다음날(28일령) 대조군에는 4IU, 다배란처치군에는 20IU의 PMSG를 피하 주사하였다. 각 실험동물은 혈중의 LH농도 변화를 측정하기 위하여 PMSG 투여직전(0시간), 투여후 12시간, 그 이후 6시간 간격으로 혈액을 채취하고 72시간에 희생시켰다. 그 결과 다배란용량의 PMSG 투여는 먼저 배란반응을 대조군에 비하여 4.0배나 현저하게(P<0.05) 증가시켰다. 또한 난관으로부터 회수된 다배란난자는 상당히 다른 감수분열상의 핵성숙도를 나타내었는데, 즉 prophase I이 14.7%, anaphase I이 36.2%, telophase I이 10.3%, metaphase I/II가 32.4%이었다. 그러나 대조군의 래트에서는 대다수(94.0%)의 난자가 한결같이 metaphase II상을 보였다. 그리고 혈청 LH농도는 radioimmunoassay(RIA)에 의하여 결정되었는데, 먼저 두군 모두 두개의 분명한 peak을 가진 경시적 변화관계를 보였다. 즉 이들 두군에 있어서 LH농도변화는 0-18시간대에 처음으로 완만한 증가와 54-60시간대에 두번째의 급격한 증가(surge)를 보였다. 그러나 두군간에 LH농도의 크기는 현저하게 달라, 다배란처치군의 동물에 있어서는 두번째의 LH peak에 앞서 전반적인 LH농도가 대조군보다 현저하게(P<0.001) 높았으나, FMSG 투여후 60시간에 일어나는 peak에 있어서는 LH농도가 대조군보다 현저하게(P<0.001) 54%나 낮았다. 덧붙여 두 peak간의 증가폭은 대조군에 비하여 다배란처치군에서 훨씬 낮았다. 다배란래트에 있어서 54시간 이전에 최초로 연속적인 증가를 보인 고농도의 혈청 LH는 실제적으로 투여된 PMSG와 측정시의 LH항체와의 교차반응(cross-reaction)에 의한 결과로 판명되었고, 한편 54시간과 60시간에 있어서 두번째로 급격한 증가를 보인 혈청 LH는 주로 뇌하수체로부터 분비되는 내재성 LH surge에 의한 것으로 사료된다. 본 연구 결과는 PMSG투여된 래트에 있어서 혈청 LH의 경시적인 변화상 및 그 특징을 정의한다. 그리고 전체적인 연구결과는 첫째, 다배란용량의 PMSG투여에 따른 배란반응의 증가가 주로 PMSG 자체에 함유된 고나도트로핀 작용과 연관이 있고, 둘째, 미성숙 또는 부동기적 핵성숙을 보이는 다배란난자의 회수는 최초의 혈청 LH의 연속적인 증가 및 이의 연이은 감퇴로 특징지워지는 LH활동도의 비정상적 혈중변화에 기인함을 시사한다.