• 한국수정란이식학회지
• /
• 제15권3호
• /
• pp.203-210
• /
• 2000

The objective of this study was to identify a follicular fluid ingredient inhibiting the cumulus oocyte complex (COC) expansion. Thus, follicular fluid or liquid chromatographic fractions of follicular fluid was supplemented in COC culture medium. And COCs were incubated for 48 hours to investigate about cumulus expansion and also the first polar body extrusion. The results obtained were as follows; 1. The fluid of medium follicle significantly inhibited the COC expansion. 2. The fluid of large follicle inhibited the COC expansion. 3. Follicular fluid showed six major fractions at retention volumes (RVs) 1.83, 1.91, 2.15, 2.34, 2.53 and 2.74 ml after separation with Superose 12 column. Of the major fractions, fractions RV2.15, RV2.34, RV2.53 and RV2.74 inhibited both COC expansion and polar body extrusion. Especially, fractions of RV2.15 and RV2.53 significantly inhibited COC expansion, oocyte denudation and polar body extrusion. In conclusion, porcine follicular fluid contained a COC expansion inhibiting ingredient (CEI) that may be contained largely in fractions RV2.15 and RV2.53. And CEI may inhibit oocyte maturation by inhibition of oocyte denudation and extrusion of the first polar body.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
• /
• 제17권1호
• /
• pp.63-72
• /
• 2013

A specific inhibitor of RNA polymerase II, ${\alpha}$-amanitin is broadly used to block transcriptional activities in cells. Previous studies showed that ${\alpha}$-amanitin affects in vitro maturation of cumulus-oocyte-complex (COC). In this study, we evaluated the target of ${\alpha}$-amanitin, and whether it affects oocytes or cumulus cells (CCs), or both. We treated ${\alpha}$-amanitin with different time period during in vitro culture of denuded oocytes (DOs) or COCs in comparison, and observed the changes in morphology and maturation status. Although DOs did not show any change in morphology and maturation rates with ${\alpha}$-amanitin treatment, oocytes from COCs were arrested at metaphase I (MI) stage and CCs were more scattered than control groups. To discover causes of meiotic arrest and scattering of CCs, we focused on changes of cumulus expansion, gap junctions, and cellular metabolism which to be the important factors for the successful in vitro maturation of COCs. Expression of genes for cumulus expansion markers (Ptx3, Has2, and Tnfaip6) and gap junctional proteins (Gja1, Gja4, and Gjc1) decreased in ${\alpha}$-amanitin-treated CCs. However, these changes were not observed in oocytes. In addition, expression of genes related to metabolism (Prps1, Rpe, Rpia, Taldo1, and Tkt) decreased in ${\alpha}$-amanitin-treated CCs but not in oocytes. Therefore, we concluded that the transcriptional activities of CCs for supporting suitable transcripts, especially for its metabolic activities and formation of gap junctions among CCs as well as with oocytes, are important for oocytes maturation in COCs.

• Journal of Animal Science and Technology
• /
• 제63권2호
• /
• pp.272-280
• /
• 2021

Cumulus-oocyte complexes (COCs), which contain immature oocytes, are matured in vitro for in vitro embryo production. Oocyte and cumulus cells are then separated using hyaluronidase. To date, there have only been a few reported cases of the toxic effects of hyaluronidase on porcine oocytes. The aim of this study was to compare the effects of bovine testis-derived hyaluronidase and recombinant human hyaluronidase on oocyte denudation and quality. Porcine COCs were matured for 44 h and denuded using different hyaluronidase concentrations and exposure times. Then, oocytes were activated by electrical parthenogenesis. In experiment 1, COCs were denuded using bovine-derived, ovine-derived (Hirax), and human recombinant (ALT-BC4) hyaluronidases for 10 and 20 min. In experiment 2, bovine-derived and human recombinant (ALT-BC4 and ICSI Cumulase®) hyaluronidases were used to denude the COCs for 2 and 20 min. In both experiments the oocytes were all completely denuded, and there was no degeneration. Rate of embryo development was significantly increased in group treated ALT-BC4 for 2 min and not significantly different in other treatment groups. In general it slightly decreased with longer exposure times. These results have confirmed that different sources of hyaluronidase do not have detrimental effects on the quality of porcine oocytes and suggest that the human recombinant hyaluronidase ALT-BC4 is suitable for oocyte denudation with an increased blastocyst rate.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
• /
• 제5권2호
• /
• pp.115-122
• /
• 2001

난자와 난포세포는 gap junction channel을 통해 긴밀한 연락을 주고받음으로써 난자의 발달이나 난포의 성장에 영향을 미친다. 본 연구는 같은 크기의 난포에서 나온 난자라고 하여도 cumulus cell(난구세포)들이 붙어있는 상태가 다르다는 것을 관찰, 이렇게 난구세포와의 서로 다른 연결상태를 갖는 난자의 재질에 차이가 있을 것으로 가정하고, 난자의 competence와 이때 난자와 난구세포 사이의 cell-to-cell communication에 관여하는 gap junction protein인 connexin(CX) 37과 CX 43의 발현 정도가 어떤 상관관계가 있는지를 알아보고자 수행하였다. 생후 3주일 된 생쥐에 PMSG를 주입하고 48시간 후에 난소를 적출하여 난포를 450 $\mu\textrm{m}$ 이상(large)의 난포와 200～400 $\mu\textrm{m}$(small) 난포로 분리하여 그 난자를 얻었다. 난자에 난구세포가 compact하게 붙어있는 것은 intact로(L1, Sl), 난구세포가 어느 정도 붙어 있거나, 하나도 붙어있지 않은 것은 partial/denuded로 그룹을 나누었다(LPD. SPD). 각 그룹의 난자를 체외에서 성숙시키고, 수정시켜서 발달율을 비교하였다. 각각의 CX의 mRNA 발현을 RT-PCR과 in situ hybridization으로 비교하였다. intact와 denuded 난자의 비율은 큰 난포의 경우는 55%와45%의 비율로, 작은 난포의 경우는 30%와 70%의 비율로 난포가 작을수록 denude상태의 난자가 많이 나왔다. 어떤 경우의 난자는 체외 성숙율은 차이가 없이 모두 97%이상 성숙하였다. 그러나, 수정률에서는 차이를 보여서 intact한 난자에서 높은 수정율을 보였으며, SPD의 경우, 가장 낮은 수정ㆍ발달율을 보였다. 난자의 경우, 주로 발현되는 것은 CX 37이었으며, CX 43은 발현되지 않았다. 난구세포의 경우, CX 43이 가장 높게 발현하였고, 그 다음으로 CX 37이 관찰되었다. 본 실험 결과, 같은 발달크기의 난포라고 하더라도 그 안에 존재하는 난자의 상태는 난구세포와 얼마나 밀접한 cell-to-cell communication을 이루고 있느냐에 따라 영향을 받는다는 것을 확인하였다. 본 연구결과 다음과 같이 결론 내릴 수 있었다. 1)아직 발달이 끝나지 않은 난포에서 나온 미성숙난자라고 하여도 난구세포와 밀접한 연결을 갖는 경우 성숙난자와 거의 같은 능력을 갖고 있으며, 2) 난자와 난구세포간의 gap junctional communication은 heterotypic channel로 이루어지고, 3) 본 연구에서 관찰한 CX 43과 CX 37 두 종류만으로는 intact와 denuded의 차이점을 설명할 수 없었다.

• 한국동물생명공학회지
• /
• 제34권2호
• /
• pp.117-122
• /
• 2019

The objective of this study was to establish an in vitro culture system for ovarian preantral follicles of B6D2F1. First, we optimized the in vitro preantral-follicle culture by culture duration, follicle stimulating hormone (FSH) type, and activin A concentration. Duration of in vitro culture for 9, 11, and 13 days was sufficient for the normal development of preantral follicles to antral follicles. Formation of cumulus cell-oocyte complex (COC) was induced by treatment with human chorionic gonadotropin (hCG; 2.5 IU/mL) and epidermal growth factor (EGF; 5 ng/mL). In addition, metaphase II (MII) oocytes formed during this in vitro culture of preantral follicles. In vitro preantralfollicle culture for 9 days showed higher rates of growth and maturation, thus yielding a greater number of antral follicles, and there were significant differences (p < 0.05) in the number of MII oocytes (that formed from these preantral follicles via differentiation) between the 9-day culture and 11-day or 13-day culture. The follicles cultured for 9 days contained a tightly packed well-defined COC, whereas in follicles cultured for 11 days, the COC was not well defined (spreading was observed in the culture dish); the follicles cultured for 13 days disintegrated and released the oocyte. Second, we compared the growth of the preantral follicles in vitro in the presence of various FSH types. There were no significant differences in the growth and maturation rates and in differentiation into MII oocytes during in vitro culture between preantral follicles supplemented with FSH from Merck and those supplemented with FSH from Sigma. To increase the efficiency of MII oocyte formation, the preantral follicles were cultured at different activin A concentrations (0 to 200 ng/mL). The control follicles, which were not treated with activin A, showed the highest rate of differentiation into antral follicles and into MII oocytes among all the groups (0 to 200 ng/mL). Therefore, activin A (50 to 200 ng/mL) had a negative effect on oocyte maturation. Thus, in this study, we propose an in vitro system of preantral-follicle culture that can serve as a therapeutic strategy for fertility preservation of human oocytes for assisted reproductive medicine, for conservation of endangered species, and for creation of superior breeds.

• 한국수정란이식학회지
• /
• 제32권3호
• /
• pp.65-71
• /
• 2017

혹서기에 있어 고온 다습한 환경은 동물의 생산성과 생리적 반응에 영향을 주어 HS를 유도하는것으로 알려져 있다. 본 연구에서 HS처리 효과가 도축장 유래 난소에서 채취한 난자의 체외 성숙율, 난할율 및 수정란의 발생능력에 미치는 영향을 비교 검토하였다. 대조군으로서 COCs를 $38.5^{\circ}C$에서 22시간 배양하였으며 실험군은 전배양을 동일하게 21, 18 및 12시간 배양 후 $40.5^{\circ}C$에서 각각 1, 4 및 12시간 동안 후배양하여 HS를 유도하였다. 22 시간 숙성시킨 후, COCs를 체외수정하여 mSOF 배지에서 8 일 동안 배양하였을 때 난자의 성숙율과 수정란의 발생 능력을 조사 하였다. 대조군과 1 및 4 시간동안 HS처리된 난자에서 성숙율과 난할율에는 차이가 없었으나(p > 0.05), 4 시간 HS처리군에서 배반포 형성율이 유의적으로 감소하였다(p < 0.05). 또한, 4시간 이상의 지속적인 HS에 대한 노출은 배반포 형성율과 세포사멸도에 영향을 주는 것으로 관찰되었다(p < 0.05). 이러한 결과는 HS가 난자의 성숙 과정에서 유도되면 수정란의 발생 능력에 부정적인 영향을 줄 수 있음을 시사하며 HS에 의한 소 배반포에서 세포사멸현상이 나타나고 있음을 보여주고 있다.

• 한국수정란이식학회지
• /
• 제32권1호
• /
• pp.17-24
• /
• 2017

Ganglioside GD1a is specifically formed by the addition of sialic acid to ganglioside GM1a by ST3 ${\beta}$-galactoside ${\alpha}$-2,3-sialyltransferase 2 (ST3GAL2). Above all, GD1a are known to be related with the functional regulation of several growth factor receptors, including activation and dimerization of epidermal growth factor receptor (EGFR) in tumor cells. The activity of EGF and EGFR is known to be a very important factor for meiotic and cytoplasmic maturation during in vitro maturation (IVM) of mammalian oocytes. However, the role of gangliosides GD1a for EGFR-related signaling pathways in porcine oocyte is not yet clearly understood. Here, we investigated that the effect of ST3GAL2 as synthesizing enzyme GD1a for EGFR activation and phosphorylation during meiotic maturation. To investigate the expression of ST3GAL2 according to the EGF treatment (0, 10 and 50 ng/ml), we observed the patterns of ST3GAL2 genes expression by immunofluorescence staining in denuded oocyte (DO) and cumulus cell-oocyte-complex (COC) during IVM process (22 and 44 h), respectively. Expression levels of ST3GAL2 significantly decreased (p<0.01) in an EGF concentration (10 and 50 ng/ml) dependent manner. And fluorescence expression of ST3GAL2 increased (p<0.01) in the matured COCs for 44 h. Under high EGF concentration (50 ng/ml), ST3GAL2 protein levels was decreased (p<0.01), and their shown opposite expression pattern of phosphorylation-EGFR in COCs of 44 h. Phosphorylation of EGFR significantly increased (p<0.01) in matured COCs treated with GD1a for 44 h. In addition, ST3GAL2 protein levels significantly decreased (p<0.01) in GD1a ($10{\mu}M$) treated COCs without reference to EGF pre-treatment. These results suggest that treatment of exogenous ganglioside GD1a may play an important role such as EGF in EGFR-related activation and phosphorylation in porcine oocyte maturation of in vitro.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
• /
• 제34권2호
• /
• pp.95-106
• /
• 2007

목 적: 본 연구진은 선행연구를 통하여 생쥐의 미성숙 난자와 성숙 난자 사이에 차이 나게 발현하는 유전자(DEGs)의 목록을 보유하고 있는데, 그 중에서 pentose phosphate pathway (PPP)에 필수적 효소인 Ribose 5-phosphate isomerase A (Rpia)를 선택하여 본 연구를 수행하였다. 난자 성숙 과정에 관련된 Rpia의 기능을 알아보기 위한 기초연구로서 생쥐와 돼지의 난소에서 Rpia의 발현을 비교분석 하였다. 연구방법: 생쥐의 각 조직에서 11개의 MII-selective DEGs의 발현을 RT-PCR방법으로 확인하여 난소에서 강하게 발현하는 4개의 유전자를 선택하였고, 다시 이들 4개 유전자 중 난자에서 높게 발현하는 Rpia를 선택하여 생쥐 및 돼지의 난자, 난구세포, 과립세포에서의 발현을 비교분석 하였다. 돼지 Rpia 염기서열은 밝혀져 있지 않아 EST clustering 기법을 통해 동정하였다. 결 과: EST clustering 기법으로 찾아낸 돼지 Rpia 염기서열은 GenBank에 등록하였고 (Accession Number EF213106), 이를 근거로 primer를 작성하여 RT-PCR을 수행하였다. Rpia 유전자는 생쥐에서는 난자 특이적으로 발현하는 반면 돼지에서는 난자, 난구세포, 과립세포에서 모두 발현하는 차이점을 발견하였다. 결 론: 본 연구는 생쥐와 돼지의 난소에서 Rpia유전자 동정에 대한 첫 보고로서, 본 연구결과로부터 생쥐와 돼지의 COCs는 서로 다른 경로로 포도당의 대사가 일어나는 것을 알 수 있었다. 따라서 이와 같은 차이점이 두 종의 난자를 체외 배양할 때 나타나는 난자 성숙률의 차이를 가져오는 기전 중의 하나가 아닐까 추측된다. 난자 성숙을 조절하는 기전을 연구함과 동시에 체외에서 난자 성숙이 어려운 종의 최적의 IVM (in vitro maturation)조건을 찾기 위해서는 앞으로 난자와 주변세포의 포도당 대사과정에 미치는 Rpia의 기능에 대한 후속연구가 필요할 것으로 사료된다.

• Reproductive and Developmental Biology
• /
• 제39권3호
• /
• pp.89-95
• /
• 2015

체외 배양액에 성장호르몬 및 사이토카인의 첨가는 초기배 발육 및 생산된 배반포의 질에 영향을 미칠 수 있다. 본 연구는 돼지 유도만능줄기세포(porcine induced pluripotent stem cell, piPSC)의 조정배지(conditioned medium, CM)가 돼지 난자의 체외성숙 및 단위발생 후 초기배 발육에 미치는 영향을 검토하기 위하여 수행하였다. 난자-난구세포 복합체(cumulus-oocyte complex, COC)는 0(control), 25, or 50%의 줄기세포 배양액(stem cell medium, SM) 또는 CM이 첨가된 체외성숙 배양액으로 배양하였으며, 성숙된 난자는 활성화 유도 후 같은 농도의 SM 또는 CM을 첨가한 체외배양액에서 배양하였다. 체외 성숙율은 CM-25% 그룹에서 대조구보다 유의적으로 높았으나 (p<0.05), 다른 SM 또는 CM 처리구와는 차이가 없었다. 배반포 형성율은 CM-25% 그룹(29.2%)에서 대조구(20.7%), SM-50%(19.6%) 및 CM-50%(23.66%) 처리구보다 유의적으로 높았다(p<0.05). 배반포에서의 세포수 및 세포사 비율은 SM-25% 그룹이 대조구에 비하여 유의적인 차이가 나타났다(p<0.05). 난자의 질과 연관되어 있는 유전자들(Oct4, Klf4, Tert 및 Zfp42)의 발현은 CM-25% 그룹에서 대조구보다 유의적으로 증가되었다(p<0.05). 따라서 본 실험의 결과 체외성숙(IVM) 및 체외발달(IVC) 배양액에 25% 수준의 CM의 첨가는 돼지 단위발생 난자의 배발달과 난자의 질적 향상에 기여하는 것으로 사료된다.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
• /
• 제36권4호
• /
• pp.265-274
• /
• 2009

목 적: 미세리보핵산 (microRNA, miR)은 전사 후 (post-transcriptional) 단계에서 목표 유전자 (target gene)의 발현을 억제하여 세포의 발달과 성장에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 그러나 난포의 성장과정 중의 miR 발현 양상에 대해서는 잘 알려져 있지 않다. 따라서 존 연구는 생쥐 난포의 체외배양 후 생식샘자극호르몬 (gonadotropin)과 사람융모성생식샘자극호르몬 (hCG) 첨가에 따른 난자와 난구세포에서의 miR 발현 양상을 살펴보고자 수행되었다. 연구방법: 생후 12일된 생쥐 (C57BL6)의 난소 적출 후, 전동 난포 (preantral follicle)를 분리하여 무작위로 $20\;{\mu}L$ 점적의 배양액만 있는 군 (control group), 재조합 난포자극호르몬을 첨가한 군 (FSH group), 재조합 황체형성호르몬을 첨가한 군 (LH group), FSH와 LH를 같이 첨가한 군 (FSH+LH group)으로 나누어 배양하였다. 난포가 충분히 성장하였을 때, 다시 hCG를 첨가한 군 (hCG (+) group)과 첨가하지 않은 군 (hCG (-) group)으로 나누어 hCG (-) group에서 난자와 난구세포를 각각 분리하여 RNA를 추출하였다. 36시간 후, 배란된 난자 난구세포 복합체 (cumulus oocyte complex, COC)에서 난자와 난구세포를 각각 분리하여 RNA를 추출하고, mmu--miR-16, -miR-27a, -miR-126, -miR-721 등의 miR에 대한 primer를 이용하여 실시간 중합연쇄반응을 시행하였다. 결 과: 배란율과 MII 난자 생성율은 다른 군들에 비해 FSH+LH군에서 유의하게 높았다. 각 군내의 난자와 난구세포 사이에서도 miR 발현 양상의 차이가 관찰되었다. 또한, 난자와 난구세포에서의 miR 발현 양상은 각 군간 차이가 있었으며, hCG (+)군과 hCG (-)군간에도 차이를 나타냈다. 결 론: 생쥐 난포의 체외배양 중 난자 및 난구세포에서의 miR 발현 양상은 gonadotropin의 종류 및 난자의 성숙도에 따라 다르다. 이러한 결과는 표적 유전자의 발현에 대한 추후 연구를 통한 확인이 필요할 것으로 사료된다.