초록
본 연구는 마우스 정자-난자 결합분석 법(oocytes-sperm binding assay; OSBA)을 이용하여 단백질원, 배양액의 질, 난자의 성숙도에 따라서 정자와 난자의 결합능력을 알아보고 그 유용성을 알아보기 위하여 실시하였다. 4~5주령의 hybrid(C57BL/6 $\times$ CBA/N) F$_1$ 암컷에서 회수된 미수정란에 0.1% hyaluronidase를 이용하여 난구세포를 제거하였으며, 제1극체의 존재유무에 따라 Met. II(mature)와 Met. I(intermediate mature)로 구분하였다. 암컷과 동일 계통의 8주령 이상 된 수컷에서 회수된 정소상체 미부정자를 37$^{\circ}C$에서 10분간 배양하였다. 배양된 정자부유액은 단백원 무첨가배양액과 1:5로 희석하여 10분간 배양한 다음 3 ${\mu}\ell$를 10$\pm$2개의 난자를 들어있는 배양액 소적(30 ${\mu}\ell$)에 넣어서 정자와 난자의 결합을 유도하였다. 정자 주입 후 3시간 혹은 24시간째에 난자를 뽑아내어 세척하였으며, 도립현미경(100$\times$)에서 난자에 부착된 정자의 수를 세었다. 수정란을 이용한 정도관리를 위하여 과배란이 유도된 암컷은 수컷과 합사시켰으며, hCG 주사 16~18시간째에 전핵기의 1세포 수정란을 회수하였다. 단백질원의 종류에 대한 효과를 확인하기 위하여 OSBA를 실시한 결과, 수정 3시간째에 난자당 하나 이상의 정자가 부착된 난자의 비율은 BSA첨가군, 무첨가군, FBS 첨가군의 순으로 유의한 차이를 나타내었다(100% vs. 60.2% vs. 2.1%). 한편, BSA 첨가군에서 정자의 결합능력이 우수하였으나 FBS는 매우 유해하였으며 FBS의 농도가 5%까지는 증가함에 따라 유의한 차이를 나타내었다. 따라서 투명대에 정자가 부착에 있어서 단백원이 매우 중요한 역할을 하며, OSBA는 정자와 난자의 결합에 결정적인 영향을 미칠 수 있는 배양조건을 명확히 판별할 수 있음을 시사하였다. Met. II(mature)와 Met. I(intermediate mature) 난자를 단백원 무첨가, 15% FBS, 0.4% BSA 및 10% AF(양수)가 첨가된 Ham's F-10 배양액에서 OSBA를 실시한 결과, 난자의 성숙도에 상관없이 정자의 결합능력은 비슷한 양상을 보였으며, BSA첨가군, 양수첨가군, 무첨가군, FBS첨가군 순으로 높게 나타났다. 이러한 결과는 OSBA에서 Met. II 난자 대신에 Met. I난자를 이용해도 비슷한 결과를 얻을 수 있음을 시사한다. 생쥐 1세포기배에서 배반포까지의 배발달율을 기준으로 Ham's F-10배양액을 평가하여 일련번호 151은 불량(poor), 152는 양호(good)로 판정한 다음, 동일한 배양액에 OSBA를 실시한 결과 생쥐 1세포기배의 결과와 마찬가지로 일련번호 152 배양액이 151 배양액보다 유의하게 높게 나타났다. 따라서 OSBA는 기존의 정도관리 방법과 동일한 효과를 기대할 수 있을 것이다. 결론적으로, OSBA는 배양액 조건에 따라 정자의 결합능력이 다르다는 것을 보여주었으며, 정토관리 방법으로서의 유용성을 확인시켜 주었다. 또한 쉽게 준비할 수 있는 생쥐의 난자와 정자를 이용하였으며, 배양시간이 3시간으로 짧고, 평가방법이 간편해 시간적, 경제적으로도 효율성이 높다고 사료된다.
OSBA(oocytes-sperm binding assay) is a tool developed for rapid test of optimal condition of IVF medium and protein source by binding ability of mouse sperm and egg. Mouse oocyte-cumulus complexes were prepared by removing of the cumulus cells with 0.1% hyaluronidase. 10$\pm$2 oocytes per 30 ${mu}ell$ medium drop were inseminated with 3 ${mu}ell$ sperm suspension and were cultured f3r 3 hours and 24 hours, respectively. And the oocytes were recovered gently and the No. of sperm bound on oocytes were counted. In the Exp. 1, the ratio of oocytes bound with one sperm at least were 60.2%(50/83), 2%(2/77) and 100%(79/79) in the medium with no protein, FBS(15%, v/v) and BSA(0.4%. w/v), respectively, Fetal bovine serum(FBS) seriously inhibited sperm binding on oocyte, although bovine serum albumin(BSA) promoted the binding ability. The inhibiting effect of FBS was dependent on the concentration of FBS. The sperm binding ability according to oocyte maturity was tested in the Exp. 2. There was no significant difference between Met. II (mature) and Met. I (intermediate mature) oocytes in the number of oocytes bound with sperm and the number of sperm bound on oocytes. Finally, in Exp. 3, two batches of Ham's F10 medium with good and poor quality by OSBA were tested (The ratios of embryos developed from PN 1-cell stage to hatched blastocyst; 25% vs. 70%). In the medium with good quality, sperm binding ability was significantly increased (P ＜ 0.05). The ratio of oocytes bound with one sperm at least was 66% and 90% in the medium with poor and good quality, respectively. Conclusively, It was possible to test IVF medium condition rapidly and easily by OSBA.
