The aim of this study was to evaluate the effects of $Ca^{2+}$, $HCO_3{^-}$ and BSA on the in vitro capacitation-associated protein tyrosine phosphorylation, hyperactivation and acrosome reaction in guinea pig sperm. Caudal epididymal sperm were incubated in four different groups: modified TALP (Tyrode's albumin lactate pyruvate) or TALP without one of the medium constituents ($Ca^{2+}$, $HCO_3{^-}$ and BSA). After incubation for the required time (0 h, 0.5 h, 1 h, 3 h, 5 h, and 7 h), sperm were removed for further experiment. The capacitation effect was assessed by CTC (Chlortetracycline) staining. Western blotting and indirect immunofluorescence were used to analyze the level and localization of tyrosine phosphorylation. The results showed that guinea pig sperm underwent a time-dependent increase in protein tyrosine phosphorylation during the in vitro capacitation and the percentage of protein tyrosine phosphorylated sperm increased from 36% to 92% from the beginning of incubation to 7 h incubation. Also, there was a shift in the site of phosphotyrosine-specific fluorescence from the head of sperm to both the head and the flagellum. Moreover, an absence of $Ca^{2+}$ or $HCO_3{^-}$ inhibited in vitro hyperactivation and acrosome reaction and decreased the phosphorylation of the proteins throughout the period of in vitro capacitation. However, an absence of BSA could not influence these processes if substituted by polyvinyl alcohol (PVA) in the medium.
Mammalian target of rapamycin complex 1 (mTORC1) plays a major role in cell growth, proliferation, polarity, differentiation, development, and controls transitioning between anabolic and catabolic states of the cell. It collects almost all extracellular and intracellular signals from growth factors, nutrients, and maintains cellular homeostasis, and is involved in several pathological conditions including, neurodegeneration, Type 2 diabetes (T2D), obesity, and cancer. In this review, we summarize current knowledge of upstream signaling of mTORC1 to explain etiology of T2D and hypertriglyceridemia, in which state, the role of telomere attrition is explained. We discuss if chronic inhibition of mTORC1 can reverse adverse effects resulting from hyperactivation. In conclusion, we suggest the regulatory roles of telomerase (TERT) and hexokinase II (HKII) on mTORC1 as possible remedies to treat hyperactivation. The former inhibits mTORC1 under nutrientrich while the latter under starved condition. We provide an idea of TOS (TOR signaling) motifs that can be used for regulation of mTORC1.
Mammalian target of rapamycin complex 1 (mTORC1) plays a major role in cell growth, proliferation, polarity, differentiation, development, and controls transitioning between anabolic and catabolic states of the cell. It collects almost all extracellular and intracellular signals from growth factors, nutrients, and maintains cellular homeostasis, and is involved in several pathological conditions including, neurodegeneration, Type 2 diabetes (T2D), obesity, and cancer. In this review, we summarize current knowledge of upstream signaling of mTORC1 to explain etiology of T2D and hypertriglyceridemia, in which state, the role of telomere attrition is explained. We discuss if chronic inhibition of mTORC1 can reverse adverse effects resulting from hyperactivation. In conclusion, we suggest the regulatory roles of telomerase (TERT) and hexokinase II (HKII) on mTORC1 as possible remedies to treat hyperactivation. The former inhibits mTORC1 under nutrient-rich while the latter under starved condition. We provide an idea of TOS (TOR signaling) motifs that can be used for regulation of mTORC1.
This study was performed to determine the effects of nitric oxide on human sperm cell function. Semen samples were obtained from normal healthy volunteers. Motile spermatozoas collected by swim-up method were incubated up to 24 hours in Ham's F-10 medium supplemented with a various concentration of sodium nitroprusside (nitric oxide releasing agent). Sperm motility, hyperactivation, acrosome reaction rate, and acrosin activity were determined. The results are as follows; 1. 1mM of SNP resulted in a significant decrease in sperm motility ($44.8%{\pm}8.9%:78.1%{\pm}6.3%$, and hyperactivation $(10.4%{\pm}6.4%:47.7%:{\pm}9.5%)$ after incubation for 3 hours compared with the control group (Ham's F-10 alone), but had no effect on acrosome reaction. 2. At $100{\mu}M$ SNP, sperm motility was reduced after incubation for 6 hours $(54.8%{\pm}3.2%)$ compared with that of the control group $(82.7%{\pm}8.9%)$, but hyperactivation and acrosome reaction were not affected. 3. However, a lower concentration (less than $10{\mu}M$) of SNP had no effect on sperm motility and hyperactivation for 8 hours of incubation but significantly decreased them when incubation periods were increased up to 24 hours compared with the control group. On the other hand, $1{\mu}M$ and $10{\mu}M$ SNP significantly increased the acrosome reaction rate in both acrosomal status ($17.3%{\pm}5.2%$, $23.5%{\pm}4.7%$, respectively) and acrosin activity ($34.3{\mu}IU{\pm}10.5{\mu}IU,\;45.6{\mu}IU{\pm}5.6{\mu}IU$, respectively) as compared with the control group $(7.0%{\pm}4.0%,\;9.5{\mu}IU{\pm}3.4{\mu}IU)$. These results indicate that SNP, NO releasing agent, has a dose-dependent effects on the sperm cell function. Therefore it may positively affect the fertilization by promoting acrosomal reaction at a lower concentration (less than $10{\mu}M$).
In our previous report, we demonstrated that the tyrosine phosphorylation of sperm proteins (TPSP) of guinea pig was associated with capacitation and hyperactivation (CAHA), and $Ca^{2+}$ and ${HCO_3}^-$ were required for the initiation of CAHA and increasing the TPSP. The aim of this study was to further investigate the mechanism underlying the above events. The results showed that addition of cAMP agonists, dibutyryl-cAMP (db-cAMP) and isobutyl-methylxantine (IBMX), to ${HCO_3}^-$ -free medium significantly increased CAHA to the normal level (when sperm were incubated in TALP). Although addition of the cAMP agonists to $Ca^{2+}$-free medium increased CAHA, the percentages of hyperactivated and capacitated sperm were still significantly lower than the normal level. Compared with ${HCO_3}^-$ -free or $Ca^{2+}$-free medium, TPSP was increased when db-cAMP and IBMX were added in the media. H-89, a specific inhibitor of protein kinase A (PKA), inhibited CAHA in a dose-dependent manner and totally blocked TPSP. These results confirm a previous observation that $Ca^{2+}$ and ${HCO_3}^-$ regulated CAHA and TPSP in a cAMP/PKA pathway, and support an interation between TPSP and CAHA of sperm. Besides the cAMP/PKA pathway, $Ca^{2+}$ might have also played a role in regulating CAHA by other pathways since the normal level of CAHA did not recover by adding cAMP agonists in the media.
The occurrence and time course of capacitation, acrosomal loss, and hyperactivated motility require quantitative definition in order to characterize fertile human sperm. Recently the method has been developed to estimate the quality of spermatozoa by using kinematic parameters such as curvilinear velocity(VCL), average path velocity(VAP), linearity(LIN), straightness(STR), amplitude of lateral head displacement(ALH), and beat cross frequence(BCF) from Computer Assisted Sperm Analysis (CASA). In this study, using the Hamilton Thorn motility analyzer HTM 2030(Hamilton Thorn Research, Beverly, MA), we attempted to identify the spermatozoa with hyperactivated motility (HA) objectively and to monitor hyperactivation of human spermatozoa during incubation in capacitating media and after treatment of calcium ionophore as compared with acrosome status. And we examined whether HA are related to the result of SPA. Semen samples obtained from 16 healthy men were prepared by swim up technique and preincubated in a capacitating media(modified BWW medium) for 5 hours and treated with calcium ionophore solution. The acrosome reaction was detected with PSA-FITC labelling of the acrosome and in vitro sperm ferilizing capacity was assessed by the zona free hamster ovum penetration assay (SPA). The incidence of hyperactivated sperm was 2.6% in fresh semen, 14.3% of the swim up population, 13.7% after 5h of incubation. Significant increase of percentage of hyperactivated sperm was observed after the incubation (p<0.05) but after treatment, no significant changes of percentage of hyperactivated sperm(l1.8%) in contrast to significant rise in the percentage of acrosome reacted cells. Correlation analysis failed to show any significant relationship between the percentage of sperm with HA and SPA score. In conclusion, although no direct correlations were found between the results of SPA and HA, hyperactivation of sperm is associated with capacitation and monitoring hyperactivated sperm will be expected as a method of evaluating the functional quality of sperm such as SPA.
Lee, Hae-Lee;Park, Jae-Hee;Kim, Yong-Su;Kim, Jong Gug
Journal of Embryo Transfer
/
v.28
no.1
/
pp.41-48
/
2013
This study examined the motility of either the unattached(upper) or attached(lower) Hanwoo sperm to bovine oviduct epithelial cell(BOEC) monolayers to determine whether there are any changes in their motility during co-culture. The cleavage and blastocyst development rate were compared among different preincubation methods in-vitro, after oocytes were fertilized in-vitro with Hanwoo sperm on BOEC monolayers. The motility of frozen-thawed sperm in BOEC co-culture group was significantly higher than controls, especially at 5 hours and 6 hours (p<0.05) of incubation, in sperm treatment medium without heparin and caffeine. The motility of frozen-thawed sperm in BOEC co-culture group was significantly higher than controls, especially at 3 hours (p<0.05) and 6 hours (p<0.01), in sperm treatment medium containing heparin and caffeine. The motility of the attached( lower) sperm was significantly higher than the unattached(upper) sperm during co-culture with BOEC at all times(p<0.01 or p<0.05), except for 6 hours. After Hanwoo oocytes were fertilized in-vitro with the sperm that had been co-cultured with BOEC in sperm treatment medium containing heparin and caffeine, we determined the cleavage and blastocyst development rate, according to the preincubation methods. Both the cleavage and blastocyst development rate from 2 hour preincubation group were the highest, but significant difference was not recognized. These results show that BOEC plays an important role on sperm hyperactivation related to capacitation regardless of heparin and caffeine in sperm treatment medium. However, oviduct epithelial cell had no significant effect on the development of embryos after in-vitro fertilization in the presence of added heparin and caffeine in sperm treatment medium.
Focal cortical dysplasia type II (FCDII) is a focal malformation of the developing cerebral cortex and the major cause of intractable epilepsy. However, since the molecular genetic etiology of FCD has remained enigmatic, the effective therapeutic target for this condition has remained poorly understood. Our recent study on FCD utilizing various deep sequencing platforms identified somatic mutations in MTOR (existing as low as 1% allelic frequency) only in the affected brain tissues. We observed that these mutations induced hyperactivation of the mTOR kinase. In addition, focal cortical expression of mutant MTOR using in utero electroporation in mice, recapitulated the neuropathological features of FCDII, such as migration defect, cytomegalic neuron and spontaneous seizures. Furthermore, seizures and dysmorphic neurons were rescued by the administration of mTOR inhibitor, rapamycin. This study provides the first evidence that brain somatic activating mutations in MTOR cause FCD, and suggests the potential drug target for intractable epilepsy in FCD patients.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.