The ultimate goal of human assisted reproductive technology is to achieve a healthy pregnancy and birth, ideally from the selection and transfer of a single competent embryo. Recently, techniques for efficiently evaluating the state and quality of preimplantation embryos using time-lapse imaging systems have been applied. Artificial intelligence programs based on deep learning technology and big data analysis of time-lapse monitoring system during in vitro culture of preimplantation embryos have also been rapidly developed. In addition, several molecular markers of the secretome have been successfully analyzed in spent embryo culture media, which could easily be obtained during in vitro embryo culture. It is also possible to analyze small amounts of cell-free nucleic acids, mitochondrial nucleic acids, miRNA, and long non-coding RNA derived from embryos using real-time polymerase chain reaction (PCR) or digital PCR, as well as next-generation sequencing. Various efforts are being made to use non-invasive evaluation of embryo quality (NiEEQ) to select the embryo with the best developmental competence. However, each NiEEQ method has some limitations that should be evaluated case by case. Therefore, an integrated analysis strategy fusing several NiEEQ methods should be urgently developed and confirmed by proper clinical trials.
미성숙난자 성장과 핵성숙을 성공적으로 유도할 수 있는 체외 배양체계의 개발은 난자발생과정 등 기초 생리학 연구에 도움을 줄 뿐만 아니라, 산업적으로 필요한 난자를 공급해 줄 수 있다는 데 그 의의가 있다. 최근 보고에 따르면 성장 중에 있는 생쥐 난포란은 체외배양과 체외수정과정을 거쳐 산자 생산가지 가능하지만 돼지 난포란 성숙을 위해서는 좀더 고려해야 할 사항들이 있다. 즉, 난성숙 배양액에 낮은 농도의 FSH 첨가는 난자와 과립세포의 생존성을 유지시키고, Hypoxanthine의 첨가는 난성숙율의 향상에 도움을 준다고 한다. 따라서 금후 생쥐난자에서 얻어진 결과들을 기초로 하여 돼지 난포란의 성장과 성숙에 적합한 배양체계의 개발연구에서 괄목할만한 진전이 있다면 대가축들의 난포란 성숙기술을 개발하는데 큰 도움을 줄 것이라고 본다.
Park, Jin-Mo;Min, Sung-Hun;Hong, Joo-Hee;Lee, E-Nok;Son, Hyeong-Hoon;Park, Hum-Dai;Koo, Deog-Bon
Reproductive and Developmental Biology
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제35권3호
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pp.287-294
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2011
Autophagy is a process of intracellular bulk protein degradation, in which the accumulated proteins and cytoplasmic organelles are degraded. It plays important roles in cellular homeostasis, apoptosis, and development, but its role during early embryo development remains contentious. Therefore, in the present study, we investigated the effects of 3-methyladenine (3-MA) on early embryonic development in pigs, we also investigated several indicators of developmental potential, including mitochondrial distribution, genes expressions (autophagy-, apoptosis- related genes), apoptosis and ER-stress, which are affected by 3-MA. After in vitro maturation and fertilization, presumptive pig embryos were cultured in PZM-3 medium supplemented with 3-MA for 2 days at $39^{\circ}C$ 5% $CO_2$ in air. Developmental competence to the blastocyst stage in the presence of 3-MA was gradually decreased according to increasing concentration. Thus, all further experiments were performed using 2 mM 3-MA. Blastocysts that developed in the 3-MA treated group decreased LC3-II intensity and expressions of autophagy related genes than those of the untreated control, resulting in down-regulates the autophagy. Terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP nick-end labeling (TUNEL) showed that the number of containing fragmented DNA at the blastocyst stage increased in the 3-MA treated group compared with control ($6.0{\pm}1.0$ vs $3.3{\pm}0.6$, p<0.05). Also, the expression of the pro-apoptotic gene Bax increased in 3-MA treated group, whereas expression of the anti-apoptotic gene Bcl-XL decreased. Mito Tracker Green FM staining showed that blastocysts derived from the 3-MA treated group had lower mitochondrial integrity than that of the untreated control, resulting in decrease the embryonic qualities of preimplantation porcine blastocysts. Then, the expression of the spliced form of pXBP-1 product (pXBP-1s) increased in 3-MA treated group, resulting increase of ER-stress. Taken together, these results indicate that inhibition of autophagy by 3-MA is closely associated with apoptosis and ER-stress during preimplantation periods of porcine embryos.
본 연구는 티모시 건초와 농후 사료 위주의 사료를 급여한 한우 씨수소 정소상체 정자 체외수정 효율 조사를 통해 정자의 활용 가능성을 조사하였다. 농후 사료는 체중의 1.8%를 급여하고 양질의 티모시 건초를 자유채식 시킨 14개월령 거세우의 정소에서 분리된 정소상체 미부의 정자를 회수하고 동결 흉해 후 체외수정을 실시한 결과는 다음과 같다. 웅성전핵과 자성전핵이 형성(2PN)된 난자는 정상수정으로, 1개의 전핵(1PN), Expanded Sperm Head (ESH), Polyspermy 형태는 비정상적인 수정의 형태로 평가하였다. 정상적으로 수정된 난자의 비율은 정소상체 정자의 경우 전체 침투율은 49.7% 그리고 정상적인 2PN을 가진 난자는 18.5%를 보였으며, 대조구 정자의 전체 침투율은 54.4%로서 정소상체 정자 보다 높은 결과를 보였으나 유의적인 차이를 보이지는 않았다. 정상적으로 2PN을 형성한 비율은 36.7%로서 정소상체 정자를 이용한 정자 보다 높았으나 유의적인 차이는 없었다. 체외수정 후 발달률 조사에서 정소상체 정자의 분할률은 81.2%, 대조구 정자는 82.7%로 유사한 결과를 보였으나, 배반포 발달률은 정소상체 정자 24.4%와 대조구 정자 12.2%로 정소상체 정자를 사용한 난자의 발달에서는 유의적으로 높았다(p<0.05).
본 연구의 목적은 의학전문대학원생들의 좋은 의사에 대한 인식 구조와 임상실습을 경험하기 전과 후의 인식구조의 차이를 비교 분석하여 발전적인 의학교육의 방향을 제시하는 것이다. 연구대상은 의학전문대학원에 재학 중인 1~4학년 학생이었고, 언어네트워크 프로그램인 NetMiner 4.0 프로그램을 사용하여 분석하였다. 임상실습 경험 전과 후의 학생들이 좋은 의사를 표현하는데 사용한 단어들이 많은 부분이 유사하였지만 특히 '환자', '치료', '실력', '마음' 등의 단어를 많이 사용하였고, '환자'는 공통적으로 가장 높은 연결정도중심성을 나타냈다. 네트워크의 밀도와 평균 연결정도중심성은 임상실습 경험 전 학생보다 임상실습 경험 후 학생이 높게 나타났다. 임상실습 전과 후 학생들의 네트워크에서는 공통적으로 '진단 및 치료', '의료커뮤니케이션', '환자에 대한 태도', '의학지식', '기초역량' 5개의 그룹이 나타났다. 임상실습 후 학생의 경우, '평생학습' 그룹이 추가되어 6개 그룹이 나타났다. 최근 의학교육에서 사회적 책무성, 전문직업성, 의료인문학 등을 강조하는 추세에 비추어볼 때 아직 학생들의 좋은 의사에 대한 인식구조에는 부족한 부분이 있기 때문에 이러한 부분에 대한 교육이 좀 더 체계적으로 강화할 필요가 있다.
본 연구는 영유아 시기에 경험하는 생애 초기 가족의 누적위험요인이 가정학습환경을 통해 유아의 언어 및 사회성 발달에 영향을 미치는 구조적 모델을 검증하는 데 그 목적이 있다. 만 3세 유아의 언어발달은 표현어휘력으로, 사회성 발달은 또래유능성으로 나타내었다. 한국아동패널(PSKC)의 2차년도와 4차년도 자료를 이용하여, 1,725가족을 대상으로 분석을 실시하였다. 상관관계 분석 및 구조방정식모델링 기법을 통하여 분석한 결과는 다음과 같다. 우선, 만 1세 누적위험요인과 만 3세 누적위험요인 간 상관관계는 높아, 누적위험요인의 종단적 지속성을 시사하였다. 만 1세 누적위험요인은 만 3세 가정학습환경의 질적 수준에 부정적인 영향을 미치고 가정학습환경은 유아의 언어 및 사회성 발달 모두를 유의하게 예측하였다. 하지만 만 1세 누적위험요인은 유아발달을 직접적으로 예측하지 않았다. 마지막으로 만3세 누적위험요인은 유아의 언어발달을 직접 예측하였으나 사회성 발달 및 가정학습환경에 유의한 영향을 미치지 않았다. 만 1세 누적위험요인${\rightarrow}$가정학습환경${\rightarrow}$유아발달의 구조적 관계에서 가정학습환경의 매개적 역할은 통계적으로 유의하였다. 종합하면, 영아기 가족 내 누적위험요인은 유아기 자녀의 발달을 돕는 가정학습환경 구성에 부정적인 영향을 미쳐 유아 발달에 간접적인 효과를 가지는 것으로 밝혀졌다. 영아기 자녀를 둔 위기가족을 대상으로 하는 조기 중재 및 지원에 대한 정책적 시사점이 논의되었다.
The technique of SCNT is now well established but still remains inefficient. The in vitro development of SCNT embryos is dependent upon numerous factors including the recipient cytoplast and karyoplast. Above all, the metaphase of the second meiotic division (MII) oocytes have typically become the recipient of choice. Generally high level of MPF present in MII oocytes induces the transferred nucleus to enter mitotic division precociously and causes NEBD and PCC, which may be the critical role for nuclear reprogramming. In the present study we investigated the in vitro development and pregnancy of White-Hanwoo SCNT embryos treated with caffeine (a protein kinase phosphatase inhibitor). As results, the treatment of 10 mM caffeine for 6 h significantly increased MPF activity in bovine oocytes but does not affect the developmental competence to the blastocyst stage in bovine SCNT embryos. However, a significant increase in the mean cell number of blastocysts and the frequency of pregnant on 150 days of White-Hanwoo SCNT embryos produced using caffeine treated cytoplasts was observed. These results indicated that the recipient cytoplast treated with caffeine for a short period prior to reconstruction of SCNT embryos is able to increase the frequency of pregnancy in cow.
The aim of this study was to investigate the impact of a reported p53 inhibitor, pifithrin-${\alpha}$ (PFT-${\alpha}$), on preimplantation porcine in vitro fertilized (IVF) embryo development in culture. Treatment of PFT-${\alpha}$ was administered at both early (0 to 48 hpi), and later stages (48 to 168 hpi) of preimplantation development, and its impact upon the expression of five genes related to apoptosis (p53, bak, bcl-xL, p66Shc and caspase3), was assessed in resulting d 7 blastocysts, using real-time quantitative PCR. Total cell numbers, along with the number of apoptotic nuclei, as detected by the in situ cell death detection assay, were also calculated on d 7 in treated and non-treated control embryos. The results indicate that PFT-${\alpha}$, when administered at both early and later stages of porcine IVF embryo development, increases the incidence of apoptosis in resulting blastocysts. When administered at early cleavage stages, PFT-${\alpha}$ treatment was shown to reduce the developmental competence of porcine IVF embryos, as well as reducing the quality of resulting blastocysts in terms of overall cell numbers. In contrast, at later stages, PFT-${\alpha}$ administration resulted in marginally increased blastocyst development rates amongst treated embryos, but did not affect cell numbers. However, PFT-${\alpha}$ treatment induced apoptosis and apoptotic related gene expression, in all treated embryos, irrespective of the timing of treatment. Our results indicate that PFT-${\alpha}$ may severely compromise the developmental potential of porcine IVF embryos, and is a potent apoptotic agent when placed into porcine embryo culture media. Thus, caution should be exercised when using PFT-${\alpha}$ as a specific inhibitor of p53 mediated apoptosis, in the context of porcine IVF embryo culture systems.
ICSI시 동결 융해한 부고환 정자의 이용 가능성을 알아보고자 난자의 배양시 체외성숙율과 활성화 처리를 한 난자와 동결 융해한 부고환 정자로 ICSI시 체외발생율을 조사하였으며, 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 난포란을 회수 후 24시간 배양하였을 때 배양 시간에 따른 GV, MI, M II로의 체외성숙율은 각각 7/60(11.7%), 5/60(8.3%), 48/60(80.0%)였고 30시간 배양 시간에 따른 GV, MI, M II로의 체외성숙율은 각각 3/60(5.0%), 4/60(6.7%), 53/60(88.3%)였고 퇴화란은 각각 2/60(3.3%)와 1/60(1.7%)였다. 2. 동결 융해한 부고환 정자를 이용하여 활성화 처리를 한 난자에 ICSI를 하였을 때 상실배와 배반포로의 체외발생율은 각각 12/46(26.1%), 22/46 (47.8%)로서 비활성화처리 난자군 5/39 (12.8%), 10/39(25.6%)에 비해 높은 체외발생율을 나타냈다. 3. 활성화 처리를 한 난자에 신선정자, 부고환 정자 및 동결 융해한 부고환 정자로 ICSI시 체외 발생율은 각각 24/45(53.3%), 15/40(37.50%), l1/43 (25.6%)로서 신선정자에 비해 동결 융해한 부고환 정자처리군은 체외발생율은 약간 낮았지만 이용 가능성이 있음을 확인하였다.
Humulus japonicus is an ornamental plant in the Cannabaceae family. Although the mode of action of Humulus japonicus is not fully understood, a strong relationship was observed between anti-inflammatory and anticancer in some types of cells. Recent studies also have shown that Humulus japonicus possesses anti-inflammatory activities and may significantly improve antioxidant potential in Raw 264.7 macrophage cells. Thus, the aim of this study was evaluated the effect of Humulus japonicus extract on sperm motility and subsequent preimplantation developmental competence of the bovine embryos. After in vitro maturation, the oocytes with sperms were exposed in in vitro fertilization (IVF) medium supplemented with Humulus japonicus extract (0.01, 0.05, $0.1{\mu}g/mL$, respectively) for 1 day. In our results, exposure of IVF medium to Humulus japonicus extract did not affect sperm motility and percentage of penetrated oocytes but ROS intensity was significantly decreased by $0.01{\mu}g/mL$ compared with other groups (p< 0.05). Moreover, treatment with $0.01{\mu}g/mL$ of Humulus japonicus extract was higher the frequency of blastocyst formation than the any other groups (p<0.05). Otherwise, treatment with $0.01{\mu}g/mL$ of Humulus japonicus extract not increased the total cell number but reduced apoptotic-positive nuclei number. In conclusion, our results indicate that supplementation of Humulus japonicus extract in IVF medium may have important implications for improving early embryonic development in bovine embryos.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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