• 한국수정란이식학회지
• /
• 제19권3호
• /
• pp.245-255
• /
• 2004

포유동물 난자의 체외수정은 외래유전자 도입에 의한 형질전환동물 생산과 우수한 형질을 가진 개체의 보존, 인간의 불임연구 등과 같은 수정란이식 기술로서 널리 이용되고 있다. 돼지 난포란을 이용한 체외수정란의 생산은 초기단계인 체외성숙 기술의 미확립, 그로인한 체외수정 시 높은 다정자 침입율과 불완전한 웅성전핵 형성 몇 체외발달능 정지현상(cell blocking) 등 어려움 때문에 아직도 다른 가축보다 양질의 수정란을 생산하기가 어려운 것으로 알려져 있다. 이와 같은 것을 해결하기 위하여 많은 연구자들은 배양액내에 hormon, growth factor, antioxdants 등과 같은 외인성 인자들을 첨가하고 있다. 이들 인자 중 antioxdant는 free radical을 소거하고 과산화물 생성을 억제하여 난자를 산화적 스트레스로부터 보호한다. 따라서 본 연구는 돼지 난포란으로부터 체외수정란의 생산에 있어서 배양액내 cysteine, catalase 및 glutathione의 첨가가 체외성숙, 체외수정 및 체외배양에 어떤 영향을 미치는지를 검토하였다. 실험 1은 체외성숙용 배양액인 TCM-199 용액에 catalase(100, 200, 500U/$m\ell$)와 glutathione(0.5, 1.0, 1.5mM/$m\ell$)의 첨가, 실험 2는 성숙된 난자의 체외수정용 배양액인 mTBM 용액에 cysteine(0.1, 1.6, 1.0mM/$m\ell$), catalase(100, 200, 500U/$m\ell$)와 glutathione(0.5, 1.0, 1.5mM/$m\ell$)의 첨가, 실험 3은 체외성숙 및 체외수정된 난자의 체외배양용 배양액인 NCSU-23 용액에 cysteine(0.1, 1.6, 1.0mM/$m\ell$), catalase(100, 200, 500U/$m\ell$)와 glutathione(0.5, 1.0, 1.5mM/$m\ell$)을 첨가하여 배반포로의 배 발달율을 관찰하였던 결과는 다음과 같다. 1. 체외성숙시 catalase의 경우는 500U 첨가군의 27.2%로 무첨가군의 15.4%보다 유의하게 높았다(p<0.05). 한편 glutathione의 경우 배반 포로의 배 발달율은 무첨가군과의 차이는 없었다. 그러나 1.0mM 첨가군에서 상실배까지의 배 발달율인 72%는 무첨가군의 53.9%보다 유의하게 높았다(p<0.05). 2. 체외수정시 여러 종류의 항산화제 첨가는 첨가하는 농도와 관계없이 배반포로의 배 발달율은 무첨가군과 차이가 없었다. 3. 체외배양시 여러 종류의 항산화제 첨가는 첨가하는 농도와 관계없이 배반포로의 배 발달율은 무첨가군과 차이가 없었다. 이상의 결과를 종합적으로 하면 돼지 난포란을 이용한 배반포의 체외생산에 있어서 배양액내 항산화제의 첨가는 체외성숙단계에서만 효과적이었다. 이것은 아마도 항산화제가 체외성숙 시 난포란 내에서 일어나는 여러 가지 생화학 반응의 처리시간과 관련하여 활성화시킴으로써 난포란의 생존력을 높인 것이라고 사료되기 때문에 앞으로는 돼지 난포란의 효율적인 체외성숙에 대해서 배양액내 첨가물질은 물론 나아가서 방법론적인 측면에서 더욱 연구되어져야 할 것이다.

• 한국가축번식학회지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.299-307
• /
• 1995

전능성을 지닌 우 수정란 세포배양기술 체계 확립은 가축육종에 중요한 의의를 지닌다. 이러한 체계는 1) 핵치환에 의한 다수의 클론동물 생산에 대한 기전, 2) 형질전환세포를 선발하기 위한 marker의 사용으로 효과적인 유전자 전이체계와 3) site specific 유전자 전이에 대한 기전 또는 homologous DNA서열 재조합에 의한 결손 등에 대한 기전을 이해하는데 이용될 수 있다. 우 수정란세포의 배양은 배반포 내부 세포괴, 상실배와 16∼20세포기로부터 확립하였다. 이들 모든 세포들은 생쥐 배아간 세포형태와 유사하였으며 배양시 분화와 증식에서 다능성을 나타내었다. 배양체계는 미세소적이나 배양용기, 우 도는 설치류 섬유아 세포주를 단기간 배양 또는 장기간 배양방법을 이용하였다. 유사분열시 요구되는 배양체계나 배양액 그리고 분화 억제에 대한 괄목할만한 장점은 아직 밝혀지지 않고 있다. 현재 16∼20 세포기의 배양세포의 전능성에 대해서는 알려져 있지 않다. 배양된 ICM세포 전능성은 27일간 배양한 ICM 세포로부터 4마리의 산자 생산에 의해 입증되었다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
• /
• 제10권2호
• /
• pp.105-113
• /
• 2006

세포의 대사과정에서 생성되는 활성산소종(reactive oxygen species : ROS)은 세포의 성숙과 발생 과정을 저해하며, 인간의 생식 수관에서 불임의 원인이 된다. 많은 세포생물학적 연구를 통해 ROS에 대한 세포 내의 보호 기작이 밝혀지고 있다. Activating transcription factor 4(ATF4)는 세포 내에서 산화적 스트레스를 비롯한 여러 스트레스 요인으로부터 세포를 보호하는 기작에 관여하는 중요한 인자로서, 스트레스에 의한 세포 사멸을 유도하는 유전자의 활성화와 관련이 있다고 알려져 있다. 본 연구에서는 착상 전 초기 배아의 발생 단계에서 ROS에 의한 산화적 스트레스가 배아의 발생에 영향을 준다는 보고와 관련하여 생쥐 초기배아에 산화적 스트레스 요인인 $H_2O_2$(hydrogen peroxide)를 처리한 후 ATF4 유전자의 발현 변화를 추적하였으며, ROS 방어에 관여하는 SOD1 유전자와 apoptosis 유전자인 Bax의 발현 양상을 함께 비교하였다. 또한 면역형광염색법을 이용하여 착상전 초기배아의 ATF4 단백질 발현 부위를 조사하였다. $H_2O_2$를 0.1 mM 농도로 처리한 2-세포기 배아에서는 처리 8시간 후인 4-세포기 단계부터 발생율이 감소하기 시작하였으며, 0.5 mM과 1.0 mM 농도에서는 배아의 발생이 진행되지 않았다. RT-PCR결과 SOD1 유전자의 발현은 $H_2O_2$를 처리한 모든 그룹에서 처리 1시간째인 2-세포기 배아단계에서 대조군보다 증가하였으며, ATF4 유전자 역시 2-세포기 배아단계에서 발현이 증가하였다. Bax 유전자도 통일한 시기에 발현이 증가하였다. ATF4 단백질의 배아 세포 내 발현부위는 스트레스 방어 기작이 주로 일어나는 세포질에서 많이 발현이 되었으며 포배기 배아에서는 내세포괴(inner cell mass)부위 보다는 영양외배엽(trophectoderm)에서 발현됨을 확인하였다. 2-세포기 배아에서 ATF4 immunoreactivity는 모든 $H_2O_2$농도 처리군에서 대조군보다 증가하였다. 이상의 결과에서, 착상 전 초기 배아에서 ROS에 의해 ATF4 발현이 유도됨을 확인하였다. 따라서 산화적 스트레스에 대해 배아를 보호하기 위한 방어 기작에 ATF4가 관여하는 것으로 사료되며, 세포 사멸 유전자의 발현과도 밀접한 관련이 있는 것으로 사료된다.

• 한국가축번식학회지
• /
• 제19권3호
• /
• pp.227-234
• /
• 1995

본 연구는 1-세포기배의 glucose에 대한 노출이 상실배기 이후의 배발생에 미치는 영향을 검토하고자 실시되었다. hCG 주사 후 24~25시간 째에, F1hybrid(C57BL/6, ♀ $\times$CBA/N, ♂) 계통 생쥐를 도살하여 1-세포기배를 회수한 후 0.1% hyaluronidase로 처리하여 난구세포를 제거하였다. 1-세포기배는 hCG 주사 후 72시간째 다양한 농도의 glucose(5.5, 16.5, 27.5 및 38.5mM)에 1분 노출 후 glucose가 첨가되어 있거나 혹은 첨가되지 않은 CR1aa배양액에서 계속 배양함으로써 배발생을 유도하였다. 이 실험의 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. M2 배양액에서 회수한 후 3mg/ml의 Fatty-acid free BSA가 첨가된 배양액에서 배양한 경우 27.5%의 확장배반포까지의 배발생율과 16.6%의 탈출 배반포까지의 배발생율을 나타낸 반면, TL HEPES 배양액에서 회수한 경우는 전혀 상실배기 이후의 배발생이 나타나지 않았다. 2. hCG 주사 후 72시간째에 단 1분간의 27.5mM glucose에 대한 노출만으로도 68.8% (CR1aa＋BSA)와 77.1%(CR1aa＋FBS)의 확장배반포까지의 발생을 유도할 수 있었다. 그러나 1분 노출과 이후 계속되는 노출간에는 배발생에 있어서 유의차는 인정되지 않았다. 3. hCG 주사 후 72시간째에 5.5, 16.5, 27.5 및 38.5mM의 glucose 첨가에 따른 확장 배반포까지의 배발생율은 45.7~61.5%로 각 처리군의 유의차는 없었으며, 따라서 고농도의 glucose 첨가에 따른 저해효과는 확인할 수 없었다.

• 한국수정란이식학회지
• /
• 제11권2호
• /
• pp.111-124
• /
• 1996

The present study was carried out to investigate the effects of co-culture cells and growth factors on in vitro culture of Korean native cattle(KNC) embryos fertilized in vitro. Two-eight cell embryos were cultured in vitro using 4 types of co-culture cells and 3 growth factors singly or in combination. The results were as follows, In the co-culture of 2~8 cell embryos with bovine oviductal epithelial cell(BOEC), granulosa cell(BGC), uterine epithelial cell(BUEC) and mouse embryonic fibroblast (MEF) monolayers, the developing rate to blastocysts was significantly(P<0.05) higher with BUEC(32.1%) than with MEF(15.3%), BGC(13.2%) and non co-culture control(11.6%). When the morula co-cultured with BOEC for 5 days following in vitro fertilization were co-cultured with BOEC continuously or with BUEC, respectively, the developing rate to blastocysts was higher with BUEC(73.9%) than with BOEC(56.0%). To examine the effects of growth factors on in vitro development of 2~8 cell embryos, epidermal growth factor(EGF), transforming growth factor-$\beta$l(TGF-$\beta$l) and insulin-like growth factor-1(IGF-1) were added singly or in combination to TCM 199 maturation medium with respective concentration. In a addition of each 10, 30 and SOng /rnl EGF, the developing rate to blastocysts was the highest in lOng /ml EGF(25.3%). In addition of each 1, 2 and Sng /mi TGF-$\beta$1, the developing rate to blastocysts was the highest in lng /ml TGF-$\beta$1(28.8%). In addition of each 50, 100ng/ml JGF-l, the developing rate to blastocysts was higher in 100ng/ml IGF-l(16.5%) than in SOng/mi IGF-1(12.9%). When lOng /ml EGF and lng /ml TGF-$\beta$l was added singly or in combination, the developing rate to blastocysts was similar in groups added singly or in combination with EGF and TGF-$\beta$l (23.l~24.6%), although higher than in control(16.7%). In the co-culture of 2~8 cell embryos Wth BOEC + each 10, 30 and 5Ong /rnl EGF, the developing rate to blastocysts was significantly(p<0.05) higher in BOEC + long /ml EGF(32.3%) than in BOEC + 3Ong /ml EGF(18.9%) and BOEC + song /ml EGF(9.7%). In the co-culture of 2~8 cell embryos with BOEC + each 1, 2, Sng /ml TGF-$\beta$l the developing rate to blastocysts was higher in BOEC + Sng/rnl TGF-$\beta$l(28.2%) than in BOEC + lng /ml TGF-$\beta$l(21.7%) and BOEC + 2ng/ml TGF-$\beta$l(21.4%). In summary, higher developing rate to blastocysts were obtained with co-culture of BUEC for co-culture system, with addition of lOng /ml EGF or lng /ml TGF-$\beta$l for growth factor culture system, and with co-culture of BOEC + lOng /ml EGF or BOEC + Sng /ml TGF-$\beta$l for co-culture + growth factor culture system.