복제기법을 이용한 체세포 복제우의 생산에 있어서 문제점은 복제란의 이식후 수태율이 매우 낮으며 이에 대한 근본적인 원인을 해석하고, 수태율을 증진시킬 수 있는 새로운 방법이 요구되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구는 체세포 복제 가축의 수태율이 낮은 근본적인 원인을 규명하기 위한 기초자료를 확보할 목적으로 복제란 이식우의 임신기간 중혈중 progesterone, cortisol, IGF-Ⅰ 및 IGF-Ⅱ의 농도를 분석하여 복제우의 수태율을 높이기 위하여 시험을 실시하였다. (중략)
본 연구는 소 체외수정란과 체세포 복제란의 초자화 동결 및 응해 후 생존능을 검토하였다. 배반포로 발육된 체외수정란 및 체세포 복제란을 초자화 동결법에 의해 동결하였다가 융해하여 생존율 및 배양 후 부화율을 검사하였다. 체외수정란 배반포를 초자화 동결 응해한 결과, 확장배반포가 배반포기 난자에 비하여 생존율(82.1%, 96/117)과 부화율(64.1%, 75/117)에서 모두 유의적으로 높았다(p<0.05). 핵이식 배반포 복제란을 초자화 동결 응해한 경우도 체외수정란과 비슷한 경향을 보여 확장 및 부화배의 생존율과 부화율이 각각 81.1%(30/37)와 78.3%(29/37)로, 배반포(각각 71.8 및 53.8%)에 비하여 다소 높게 나타났다. 본 연구의 결과는 초자화 동결 방법에 의해서 소 체외수정란과 체세포 복제란을 성공적으로 동결할 수 있으며, 특히 후기 배반포기 단계에서 초자화 동결 시 높은 생존율과 부화배 형성율을 얻을 수 있음을 보여준다.
본 연구는 체세포 핵이식 복제 수정란의 이식에 의한 고능력 한우를 다량 증식하기 위한 방안을 확립하기 위하여 수행되었다. 본 실험에 공여된 체세포는 육질과 육량 등급이 국내에서 100위 이내의 암소 귀세포를 채취하여 동결 및 계대배양하여 사용하였다. 한편, 핵이식 수정란의 준비를 위하여 도축장에서 채취한 난소에서 난자를 회수하여 22시간 성숙배양 후 난구세포를 제거하고 극체가 존재하는 난자만을 선별하여 recipient cytoplasm으로 이용하였다. 난자의 제핵, 체세포 핵이식, 전기융합 및 활성화 처리는 본 실험실의 방법에 준하여 실시하였으며, 핵이식란은 CR1aa 배양액 내에서 5% $CO_2$, 95% Air 및 39$^{\circ}C$의 기상조건하에서 7일간 배양 후 이식에 이용되었다. 한편, 수란축은 2회 이상 정상 발정주기가 확인된 경산우와 미경산우에 25mg의 PG $F_{2}$$\alpha$/를 투여하여 발정을 유기하거나 자연발정우를 선발하여 수란축으로 이용하였다. 그 결과, 배반포기배를 이식한 경우 14두중 5두에서 임신이 확인되었으며 그중 4두에서 유산되었고, 1두는 임신 6개월령으로 정상 발육되고 있는 것이 확인되었지만 상실배기단계에서 이식된 경우는 임신이 되지 않았다. (중략)
본 연구는 체세포 복제 가축의 정상 분만율이 낮은 원인을 규명하고, 복제란 이식우의 분만전후 생리적인 특성을 검토하기 위하여 혈중 또는 태반내 TGF-β1 과 progesterone 농도를 분석하여 검토하였다. 축산기술연구소에서 자체 생산된 체세포 복제란을 자연 발정이 유기된 수란우에 이식하였으며, 분만 예정일 하루 전에 제왕절개수술을 실시하여 태반 및 혈액을 채취하여 실험에 공시하였으며, 대조구의 시료는 분만직전에 제왕절개수술을 실시하여 공시하였다. (중략)
본 실험은 소에서 체외수정란과 복제수정란을 modified CRlaa (mCRlaa) medium에서 각각 배양하였을 때 배반포단계까지 발육율을 비교하였다. 체외성숙은 TCM-199 medium에 10 %의 Fetal Bovine Serum (FBS)를 첨가한 배양액에서 실시하였고 이를 이용해 체외수정과 복제를 시행하였다. 체외성숙란과 복제수정란의 배반포까지 발육율은 각각 22.5 %, 19.4 %이었다. 복제수정란을 생산하기 위해서는 제핵을 실시한 난자내로 공여핵를 도입하는 과정이 필요한 데 할구보다 체세포를 이용하는 경우 융합율이 저하되는 것으로 보고되고 있다. 따라서 본 연구에서는 공여핵을 제공하는 체세포와 수핵란간에 융합을 기존에 많이 사용한 chamber와 비교해 Needle을 사용했을 때 복제수정란의 발육율간의 차이를 서로 비교하였다. Ear skin cell을 이용해 핵이식을 실시한 다음 Zimmerman cell fusion medium에서 융합하였다 융합된 핵이식란은 5 % $CO_2$, 5 % $O_2$, 90 % Na, 38.5$^{\circ}C$ 조건에서 배반포까지 배양하였다. Chamber와 Needle을 사용한 경우 융합율은 각각 46.1 %, 70.4 %, 분할율은 62.6 %, 76.4 %로 Needle의 경우가 유의적으로 높았다.
본 연구실에서는 체세포복제 수정란 이식우의 분만전후 태아와 모체 및 태반과의 내분비적인 관계를 검토하기 위해 복제수정란 이식우의 분만 전후에 있어서, 혈중progesterone 과 TGF-$\beta$$_1$ 수준을 분석한 결과 정상우의 분만직전과 달리 혈중progesterone 및 TGF-$\beta$$_1$ 농도는 감소되지 않고 높은 수준을 그대로 유지되어 복제수정란이식우의 경우 정상적인 분만 signal이 나타나지 않는 것으로 나타났다. 본 연구는 체세포 복제소 수정란 이식우에 있어서 태반조직의 특성을 정상우의 동일한 시기의 태반과 비교 검토하였으며 분만시기에 있어서 태반의 역할을 검토하였다. 태반은 복제란 이식우 및 정상우 임신우를 술을 실시하여 태반을 채취하여 실험에 공시하였다. 정상우의 임신기간중 혈중 progesterone 농도는 임신초기와 중기에 다소 증가되어 유지되다가 임신말기에는 급격한 progesterone의 감소현상과 더불어 분만이 유기되는 것으로 나타났으나 복제우의 경우 분만예정일 직전까지 progesterone의 급격한 감소는 일어나지 않고 높은 농도로 유지되는 현상을 보였다. 이때 제왕절제 수술중 제대근방에 있는 태반궁부를 적출하여 중량을 측정한 결과 정상우의 궁부에 비해 유의적으로 무거웠으며, 이것은 태아의 중량과 정의 상관관계가 있음이 확인되었으며 태아 및 궁부의 중량이 무거울수록 분만 전후의 태아사망율이 높은 것으로 나타났다 이때의 궁부를 조직학적으로 검토한 결과, 복제우의 태반궁부는 정상우의 궁부에 비해 cytotrophoblast 및 syncytiotrophoblast가 적었으며 치밀하지 못한 형태를 확인할 수 있었다. 이때의 태반조직를 이용하여 세포질을 추출하여 단백질양상을 검토한 결과, 정상태반에 비해 복제태반은분자량 90kd, 65kd 및 18kd의 특이단백질이 존재하고 있음을 확인할 수 있었으며 이들 단백질을 HPLC system에 의해 분리한 결과 fraction 2와 3에서 특이한 단백질을 분리하였다. 이와 같이, 복제우의 태반에는 정상적인 임신과 분만을 비롯하여 복제송아지의 생존에 중요한 인자가 관여하고 있을 확인할 수 있었다.
본 연구는 칡소 귀세포를 공여핵으로 이용한 체세포 복제송아지 생산에 있어서 배양방법이 배발생 및 배반포 발달율에 미치는 영향과 체세포 복제란의 이식후 수태율에 미치는 영향을조사하여 복제송아지의 생산 효율을 제고하고자 실시하였다. 실험에 공시된 공여핵은 칡소 의 귀세포를 회수하여 10%FBS가 첨가된 DMEM배지에서 3-4일 동안 배양하여 monolayar Confluent 형성 후 0.25% trypsin을 처리하여 준비하였으며 공여세포는 적어도 passage가 5회 이상의 세포만을 사용하였다. 복제수정란의 생산은 18-20시간 동안 체외성숙 된 난자의 핵을 제거하고 공여핵을 주입하여 2.2kv/cm, 10$\mu\textrm{s}$의 전압으로 2회 자극함으로 융합하였으며, 융합된 난자는 5$\mu\textrm{g}$/$m\ell$ ionomycin에서 4분간, 1.9mM 6-dimethyl aminopurine에서 4시간동안 배양하여 활성화처리를 하였다. 핵이식수정란의 배양은 39$^{\circ}C$, 5%$CO_2$ incubator에서 처리구 I은 CRlaa에서 4일간 배양 후 CR2aa배지에서 배양, 처리구II는 CRlaa에 4일간 배양후 CR2aa배지에 cumulus cell과 공배양, 처리구III은 CR2aa 배지에 camulus cell과 함께 배양하였다. 수정란이식은 발정발현 7일째에 비외과적 방법으로 젖소 미경산우에 이식하였으며 이식란수는 2~4개의 핵이식된 수정란을 이식하였다. 임신진단은 45~60일 사이에 직장검사 및 초음파 진단기를 이용하여 실시하였다. 배양방법에 따른 배발생율은 처리구 I에서 92.2 %(83/90)으로 처리구II와 III의 62.4%(63/101)와 77.8%(144/185)에 비하여 높게 나타났으나 배반포 발달율은 처리구II와III에서 65.1%(41/63)와 50.0%(72/144)로 처리구 I의 30.1%(25/83)보다 높게 나타났다. 각 처리구에 따른 수정란 이식후 수태율은 처리구II와 III에서 공히 20%의 수태율을 나타낸 반면 처리구 I에서는 수태가 되지 않았다. 따라서 체세포 복제수정란의 생산에 있어서 배반포 발달율과 수태율을 높이기 위해서는 단순배양보다 공배양이 더 효과적인 것으로 사료되지만 이런 결과가 복제송아지 생산효율에 있어서도 효과적일지는 향후 더 많은 연구가 있어야 할 것으로 사료된다.
본 연구는 재래 산양의 체세포 핵이식에 의하여 생산한 복제 산양(진순이)의 조직으로부터 공여 핵을 배양하여 다시 핵이식을 실시하여 재복제에 따른 융합율과 분할율, 이식 후의 수태율 등을 조사하여 재복제 가능성 여부를 검토하기 위하여 실시하였다. 공여 세포는 귀 유래 섬유아세포를 분리 배양하여 사용하였으며, 체내 성숙 난자는 성숙한 미경산 재래 산양에 과배란을 유기하여 외과적인 방법으로 난관 관류를 통해 회수하여 핵이식을 실시하였다. 핵이식란의 융합은 전기 자극 방법으로 실시되었으며, 융합이 완료된 핵이식란의 활성화 처리는 핵이식 3시간 후에 Ionomycin과 6-DMAP를 병용 처리하여 실시하였다. 복제 수정란의 체외 배양은 0.8% BSA가 첨가된 mSOF 배양액으로 $2{\sim}4$ 세포기까지 체외 배양을 실시한 다음 수란 산양의 난관에 외과적으로 이식하였다. 임신 진단은 발정일로 부터 제 30일과 60일째에 초음파 임신 진단기로 임신 진단을 실시하고, Progesterone농도는 이식 후 21일째와 63일째의 혈액을 채취하여 RIA 방법으로 검사하였다. 체세포 핵이식에 의한 재복제란(2nd)을 전기 자극에 의한 융합을 1회 실시하였을 때 융합율은 65.9%로서 복재란(1st)의융합을 51.0%보다 유의적(p<0.05)으로 높았으며, 2회 전기자극을 실시하였을 때는 각각 77.4 및 63.9%로서 차이가 없었으나, 3회 재복제란 융합율도 87.5%로서 복제란의 70.1%와 유의적인 차이는 없었다. 재복제 융합란의 분할율은 56.0%로j 복제 융합란의 77.7%보다 낮았다. 재복제란을 수란 산양에 이식을 실시하여 임신 제21일과 63일째 임신 진단을 실시하였을 때 수태율을 수란 산양의 발정유기 방법에 따른 수태율에 있어서 재복제란의 21일째 수태율은 39.3%로서 복제란의 17.4%보다 높았으며, 63일째는 각각 14.3 및 13.0%로서 복제 회수에 따른 수태율의 차이는 없었다. 수란 산양의 발정 유기 방법에 있어서 제 21일째에 자연발정이 발현된 수란 산양의 수태율은 45.4%로서 인위적으로 발정 동기화를 유도한 수란 산양의 35.3%보다 높았다. 제 63일째는 각각 18.2 및 11.8%로서 차이가 없었다. 이상의 결과로 볼 때 재래 산양의 체세포 핵이식에 의한 복제효율에 있어서는 복재와 재복제간에 차이가 없었으며, 수란산양의 발정 동기화 방법에 따른 수태율에 있어서도 차이가 없었다. 그러나 앞으로 재래 산양의 복제 효율 개선을 위해서는 양질 난자의 다량 확보, 산양 수정란의 체외 배양 체계 확립, 이식 기법의 개발 등에 관한 후속 연구가 이루어져야 할 것으로 생각된다.
본 연구는 한국 재래산양의 핵이식에 있어서 공여핵은 귀세포를, 수핵난자는 소 및 돼지의 난포란을 이용하여 핵이식을 실시하여 복제수정란의 체외발달율과 이종간의 핵이식 가능성을 검토하였다. 공여핵은 재래산양의 귀세포를 채취하여 10% FBS 가 첨가된 TCM-199 배양액으로 체외 배양을 실시하여 monolayar Confluent 형성후 0.25% Trypsin-EDTA을 처리하여 계대배양을 실시하였다. (중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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