• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.11 no.6
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• pp.2124-2128
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• 2010

In this study, we determined effects of the mitogen-activated protein kinase (MAPK) inhibitor, U0126 on meiotic maturation, microtubule organization and actin filament assembly in the porcine oocyte. The phosphorylated MAPK was first detected at 12 h after the initiation of maturation cultures, fully activated at 24h, and remained until metaphase II. Treatment of germinal vesicle (GV) stage oocytes with $20{\mu}M$ U0126 completely blocked MAPK phosphorylation, but germinal vesicle breakdown (GVBD) was normally proceeded. However, the oocytes didn‘t progress to the metaphase I. The inhibition of MAPK resulted in abnormal spindles. In oocytes treated with U0126 after GVBD, polar body extrusion was normal, but the organization of the metaphase plate and chromosome segregation were abnormal. In conclusion, MAPK activity plays an important regulatory role in GV chromatin configuration and meiotic progress in porcine oocyte maturation.

• Journal of Embryo Transfer
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• v.21 no.3
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• pp.247-253
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• 2006

본 연구는 안정된 돼지 체외 성숙 난자를 얻을 목적으로 배양액의 종류 및 배양액에 EGF, ${\beta}-ME$, 호르몬 첨가가 돼지 난포란의 체외 성숙에 미치는 영향을 조사하였다. 난포란을 TCM-199, NCSU-23 및 PZM-3으로 48시간 배양했을 때 체외 성숙율은 각각 $22.1{\pm}0.70%,\;30.6{\pm}0.70%$ 및 $30.4{\pm}2.82%$였다. TCM-199로 48시간 배양했을 때 체외 성숙율은 NCSU-23 및 PZM-3 보다 약간 낮은 체외 발생율을 나타냈다. 난포란을 25 ng/ml의 EGF를 첨가한 TCM-199, NCSU-23 및 PZM-3로 48시간 배양했을 때 체외 성숙율은 각각 $46.3{\pm}2.8%,\;76.6{\pm}3.1%$ 및 $72.2{\pm}2.6%$로 나타났다. 난포란의 배양 시 배양액에 25 및 50 ng/ml의 EGF를 첨가 후 48시간 배양했을 때 첨가하지 않은 군에 비해 높은 체외 성숙율을 나타냈다(p<0.05). 난포란을 NCSU-23 및 PZM-3 배양액에 $25{\mu}M/ml$의 ${\beta}-ME$를 첨가한 후 48시간 배양했을 때 체외성숙율은 각각 $43.9{\pm}1.41%,\;41.7{\pm}l.41%,\;44.4{\pm}0.70%,\;40.6{\pm}0.70%$로 나타났다. 난포란을 $25{\mu}M/ml$의 ${\beta}-ME$를 첨가한 NCSU-23로 48시간 배양했을 때 첨가하지 않은 군에 비해 높은 체외 성숙율을 나타냈다(p<0.05). 난포란의 배양 시 NCSU-23에 PMSG, hCG, PMSG+hCG, hCG+${\beta}$-estradiol, PMSG+${\beta}$-estradiol을 첨가 후 배양하였을 때 체외 성숙율은 각각 75.6%, 77.8%, 80.0%, 86.4% 및 84.8%로서 무첨가 군(64.4%)에 비해 높게 나타났다(p<0.05).

• Proceedings of the KSAR Conference
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• 2001.03a
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• pp.85-85
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• 2001

본 연구는 돼지 난자의 체외 수정시 sucrose 첨가가 돼지 난자의 다정자 침입율에 미치는 영향을 조사하기 위하여 실시하였다. 돼지 난포란은 0.1% PVA, 3.05 mM D-glucose, 0.91 mM sodium pyruvate, 0.57 mM cysteine, 0.5 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$ FSH, 0.5 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$ LH, 및 10 ng/$m\ell$ EGF가 첨가된 TCM199 배양액에서 42-44 시간 동안 배양하여 체외 성숙을 유도하였으며, 2 mM caffeine과 0.1% BSA가 첨가된 체외수정용 mTBM 배양액에 3% sucorse를 첨가하여 6시간동안 수정을 유도하였다. 수정된 난자의 다정자 침입율을 조사하기 위해 체외수정 후 12, 13 및 14 시간대에 각각 1% orcein으로 염색하여 전핵 형성율을 조사하였다. 돼지 난자의 체외수정시 3% sucorse를 첨가하였을 때, 전핵 형성율을 조사한 결과 대조구에서 미수정, 1, 2, 및 3 PN 이상의 전핵 형성율은 각각 57.6 7.6, 9.7, 및 25%로, 처리구 74.2, 7.6, 13.6, 및 4.5% 에 비교하여 다정자 침입율이 유의하게 높았다(p<0.05). 그리고 3% sucorse를 첨가한 체외수정용 배양액에서 수정을 유도한 후 12, 13, 및 14 시간대별로 나누어 전핵 형성율을 조사한 결과, 수정 후 시간이 경과되면서 다정자 침입율이 증가되는 것을 볼 수 있었다 그러나 대조구 60.7%에 비해서는 각각 32.5, 36.0, 및 33.3%로 현저히 낮은 것을 볼 수 있었다.(Table Omitted). 또한, 3% sucorse가 첨가된 배양액에서 수정된 수정란의 발달율을 조사한 결과, 배반포 생산율은 처리구 21.8%로 대조구 6.9%에 비해 유의하게 높은 것을 확인 하였다. 따라서, 돼지 난자의 체외수정시 3% sucorse첨가는 체외수정란 생산에서 문제가 되고 있는 다정자 침입율을 저하시키고 배발달율을 향상시킴으로서 수정란의 체외 대량생산 효율성은 물론 수정란 이식시 수태율을 증가시킬 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Embryo Transfer
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• v.22 no.1
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• pp.1-7
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• 2007

This study was conducted to examine the role of intact cumulus cells during in vitro fertilization (IVF) on sperm penetration, male pronuclear (MPN) formation and subsequent embryo development of oocytes matured and fertilized in vitro. Cumulus-oocyte complexes obtained from the slaughtered gilt ovaries were matured for 44 h in TCM199 containing 10% porcine follicular fluid, epidermal growth factor and hormones. After maturation culture, denuded oocytes or oocytes with intact cumulus cells were coincubated with frozen-thawed boar semen for 8h in a modified tris-buffered medium containing 5mM caffeine and 10mM calcium chloride. Putative zygotes were fixed and examined for sperm penetration and MPN formation (Experiments $1{\sim}3$), or cultured in North Carolina State University-23 medium fo. 156 h (Experiment 3). In Experiment 1, sperm penetration was examined after insemination of denuded oocytes and oocytes with intact cumulus cells at the concentration of $7.5{\times}10^5$ sperm/ml. Optimal sperm concentration for IVF of cumulus-intact oocytes was determined in Experiment 2 by inseminating intact oocytes with $2{\sim}5{\times}10^6$ sperm/ml. In Experiment 3, denuded or intact oocytes were inseminated at the concentrations of $7.5{\times}10^5$ and $4.0{\times}10^6$ sperm/ml, respectively, and in vitro embryo development was compared. Sperm penetration was significantly (p<0.01) decreased in cumulus-intact oocytes compared to denuded oocytes (35.2% vs. 77.4%). Based on the rates of sperm penetration and normal fertilization, the concentration of $4.0{\times}10^6$ sperm/ml was optimal for the IVF of intact oocytes compared to other sperm concentrations. The presence of intact cumulus cells during IVF significantly (p<0.05) improved embryo cleavage (48.8% vs. 58.9%), blastocyst (BL) formation (11.0% vs. 22.8%) and embryo cell number $(22{\pm}2\;vs.\;29{\pm}2\;cells)$ compared to denuded oocytes. In conclusion, these results suggest that intact cumulus cells during IVF inhibit sperm penetration but improve embryo cleavage, BL formation and embryo cell number of porcine embryos produced in vitro.

• Proceedings of the Korean Society of Embryo Transfer Conference
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• 2002.11a
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• pp.81-81
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• 2002

$\beta$-Mercaptoethanol($\beta$-ME)은 일반적으로 황화합물(thiol compounds)의 일종으로, 배양액 중에서 이황화결합(disulfide bonds)을 분해하여 일정한 물질의 산화.환원반응에 관여하며, 특히 cysteine이 cystine으로 산화되는 것을 차단함으로서 cysteine의 이용능력을 증대시키고, GSH의 합성을 촉진 및 증대시키는 것으로 알려져 있고, 각종 활성산소로부터 세포를 보호하는 역할을 수행하는 것으로 보고되었다. 특히, 돼지수정란의 체외배양체계에 유의적인 영향을 미치는 것으로 보고되었다(Abebydeera 등, Theriogenol., 50:747-756, 1998). 따라서 본 실험에서는 돼지난포란의 체외성숙시 $\beta$-ME의 첨가배양이 체외수정과 배발달에 미치는 영향에 관하여 조사하였다. 돼지난포란을 10% PFF, 0.1mg/ml cysteine, 10IU/m1 PMSG, 10IU/m1 hCG 및 10ng/m1 EGF가 첨가된 NCSU23 배양액에 $\beta$-ME를 각각 0, 25, 50 및 100uM을 처리하여 22시간 동안 배양을 실시하고, 성선자극호르몬이 배제된 배양액에서 추가로 22시간을 배양하여 체외성숙을 유도하였다. 체외성숙이 유기된 난자는 난구세포를 제거하고, 2.5mM caffeine과 0.1% BSA가 첨가된 mTBM배양액에 정자를 1.25 $\times$ $10^{5}$cells/ml의 농도로 5-6시간 동안 공동배양을 실시하여 체외수정을 유도하였다. 체외수정후 일부의 수정란은 12시간에 난자 급속 염색방법으로 염색하여 다정자침입률 및 자.웅전핵형성률 등을 확인하였다. 그리고 나머지1-세포기의 수정란은 0.4mg/ml BSA가 함유된 NCSU23 배양액에 30 embryos/50ul 소적으로하여 38.8$^{\circ}C$, 5% $CO_2$의 탄산가스 배양기에서 각각 7일간 배양을 실시하였다. 조사된 결과는 SAS/STAT를 이용하여 통계분석을 실시하였다. 체외수정 12시간 후에 난자 급속 염색법으로 염색을 실시한 결과, 모든 처리구에서 핵성숙률(76.4~95.2%), 정자침투율(51.1~66.9%), 웅성전핵형성률(95.2~100%), 다정자침입률(18.2~25.6%) 및 평균침입정자수(1.2~l.4개)에서 유의적인 차이가 인정되지 않았다. 체외배양 48시간 난할률을 조사한 결과, 처리구별 차이(53.9~67.9%)는 인정되지 않았으나, 배양 7일째 배반포형성률은 각각 14.5, 25.4, 17.3 및 12.4%로서 25uM의 $\beta$-ME처리구가 유의적(P<0.05)으로 높은 배발달률을 나타내었고, 총세포수에 있어서는 대조구와 처리구간 유의적인 차이가 인정되지 않았다. 따라서 돼지 난포란을 성숙배양할 때, 25uM $\beta$-ME를 첨가배양하는 것이 양질의 돼지체외수정란을 생산하는 하나의 방법으로 조사되었다.다.

• Korean Journal of Animal Reproduction
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• v.20 no.1
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• pp.1-8
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• 1996

The objective of this study was to determine effects of oviductal fluid on the sperm penetration and subsequent in vitro development of porcine oocytes. The addition of oviductal fluid to the fertilization medium decreased sperm pen etration and the mean number of spermatozoa in penetrated eggs. The number of spermatozoa firmly bound to zona pellucida was also decreased in the presence of oviductal fluid. Chlortetracy cline (CTC) fluorescence patterns were used to determine incidence of capacitation and acrosome reaction. The proportion of capacitated a and acrosome free spermatozoa increased when spermatozoa were exposed for 1.5 and 3 h to oviductal fluid. These results suggest that the factor(s) in secretion from the oviduct reduces polyspermic fertilization and the number of spermatozoa that will penetrate porcine oocytes. The reduction of polyspermic penetration by oviductal secretions may be due to a reduced number of spermatozoa in the fertilization me-dium into an intact acrosome.

• Proceedings of the KSAR Conference
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• 2002.06a
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• pp.73-73
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• 2002

돼지 난포란의 체외성숙, 수정 및 배양에 관한 연구는 생명공학 기술을 도입하기 위한 기반 기술로 최근까지 계속 진행되고 있으나, 돼지 난포란을 이용한 효율적인 수정란 생산은 불규칙적인 웅성전핵 형성율과 높은 다정자 침입율 그리고 체내에서 발달된 배반포에 비하여 적은 세포수는 돼지 체외수정 체계에 있어서 끊임없는 문제점으로 제기되고 있다. 따라서 본 연구에서는 난포란을 이용한 보다 효율적인 수정란 생산을 위하여 돼지난자의 체외수정시 정자의 adenylate cyclase 활성을 조절하여 수정능획득 및 자발적인 첨체반응을 조절하여 정상적인 수정을 돕는 것으로 알려진 ADP를 체외수정 배양액에 첨가했을 때 수정율, 다정자 침입율, 배발달율 및 배반포의 세포수에 미치는 영향을 조사하였다. (중략)

• Korean Journal of Animal Reproduction
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• v.26 no.1
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• pp.79-85
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• 2002

We investigated the optimal concentration and exposure time of cycloheximide(CHX) on development of activated porcine oocytes following electrical pulse(EP). After 42~44 h maturation, oocytes were treated with 0.1% hyaluronidase, and denuded cumulus cells by pipetting. Oocytes were stimulated by electric pulse (1.2 kV/cm, 30 $\mu$sec, 1 pulse) or incubated for 3, 5 and 7 h in cycloheximide (1, 5 and 10 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$, respectively) following electric pulse, and cultured for 8 days. Cleavage rate of oocytes activated with 10 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$ CHX following EP was significantly (P＜0.05) higher than those of 1 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$ (86.8% vs. 74.4%). The developmental competence of oocytes incubated to 5 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$ of CHX was significantly (P＜0.05) higher development to blastocysts (13.3%), compared with 10 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$ of CHX (5.6%). When the oocytes were activated with 5$\mu\textrm{g}$/$m\ell$ CHX for 3, 5, and 7 h following EP, the cleavage rate of oocytes in 5 h group(86.6%) was significantly (P＜0.05) higher than that in 3 h group(73.2%). The developmental rate of oocytes to morula in 5 and 7 h groups(26.7% and 16.4%) were significantly (P＜0.05) high than that in 3 h group(14.5%). Matured oocytes were activated with electric pulse (EP) or electric pulse combined with cycloheximide (EP + CHX) and cultured for 8 days. The rate of cleavage and development to blastocyst (80.1% and 11.6%) of activated with EP group were similar to EP combined with CHX group. When activated with EP or EP combined with CHX, the mean cell number of blastocysts were less in the activated with EP (18.67$\pm$5.53) than in the activated EP combined CHX (20.71$\pm$6.16), but not significantly different. This results suggest that, when the porcine oocytes were activated with CHX following EP, the developmental rate of activated oocytes can be improved by treated with a concentration of 5 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$ CHX for 5 h exposure time.

• Korean Journal of Animal Reproduction
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• v.24 no.4
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• pp.347-356
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• 2000

포유동물의 난소 내에는 많은 수의 primordial follicles 과 preantral follicles 이 존재하고 있으며, 이것은 수정란을 체외생산하기 위한 잠재적인 난자의 공급원이 될 수 있다. 생쥐 preantral follicles 내에 존재하는 난자의 체외성장과 발달을 위하여 몇몇 배양체계가 개발이 되었으며, 적당한 배양조건에서 감수분열 능력이 없는 preantral follicles 내의 난자가 체외배양을 통하여 난자 직경이 증가하고 완전한 핵성숙을 하는 것으로 나타났다. 또한, 체외성장 및 성숙된 난자로부터 생쥐 산자의 성공적인 생산은 preantral follicles 내의 난자가 체외배양을 통해서도 완전한 발달능력을 얻을 수 있음을 입증하였다. 그렇지만, 생쥐 preantral follicle로부터 수정란의 체외생산능력은 매우 낮은 것으로 보고되고 있다. 한편 사람을 비롯한 돼지, 소와 같은 중ㆍ대가축의 경우에는 pre antral follicle의 체외배양을 통하여 감수분열능이 있는 단계의 난자로까지의 발달이 아직 보고가 되지 않고 있다. 따라서 지금까지의 연구결과들을 종합해 볼 때, preantral follicles의 체외배양조건을 개선하거나 새로운 배양체계를 개발에 대한 많은 연구가 요구되고 있다. 사람과 중ㆍ대가축의 preantral follicles의 체외배양체계의 확립은 우수한 형질을 가진 동물의 확장, 희귀동물 혹은 멸종위기 동물의 보존에 이용될 수 있을 것이며, 그리고 암치료를 위하여 화학적, 방사선 치료를 받아야 하는 여성에게서 향후에 불입치료를 위한 방법으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Korean Journal of Animal Reproduction
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• v.24 no.2
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• pp.155-161
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• 2000

The morphological changes on nuclear phase of the germinal vesicle of porcine follicular oocytes during in vitro culture were examined. The high rates (75~77%) of the oocytes collected from follicles of 1~2mm or 6~100mm in diameter were at the GV-I to GV-II stages. When oocytes with or without cumulus cells after collection from follicles of 2~6mm in diameter were cultured for 5 h, the rates of oocytes at GV-IV to GV-Ⅵ stages were higher in oocytes with (52%) than in oocytes without (30%) cumulus cells. After 1 h of oocyte culture, there was no differences in the distribution of GV-IV to GV - Ⅵ stages in the media with or without catalase, xanthine and catalase＋xanthine. After 5 h of culture, however, the distribution of GV-IV to GV-Ⅵ stages were 46, 69, 69 and 70% for medium with none, catalase, xanthine and catalase＋xanthine. The highest rate of GVBD was also observed in the medium with catalase＋xanthine (6%). These results indicate that exposure of porcine follicular oocytes to catalase＋xanthine excels maturation to GV stage and enhances oocyte nuclear maturation.