• Journal of Genetic Medicine
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• 제7권2호
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• pp.125-132
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• 2010

목 적: 착상전 유전진단(preimplantation genetic diagnosis, PGD)은 유전질환을 가진 부부들을 대상으로 체외수정을 통해 획득한 배아에서 유전진단을 하는 방법이다. 다양한 유전질환을 가진 부부에게 그 질환에 맞는 PGD의 설계가 진행되어야 하기 때문에 PGD 시행 전유전상담을 시행하는 것은 PGD 설계에 있어서 매우 중요하다. 이에, PGD 시행 시 필요한 유전상담의 내용에 대해 환자 및 가족과 전문가의 구체적인 의견을 수렴하고 분석하고자 하였다. 대상 및 방법: 본 연구는 PGD에 있어서 유전상담의 필요성과 중요성에 대한 의견을 알아보고자, 2010년 2월 3일부터 4월 30일까지 PGD를 실시 또는 실시 예정인 부부들과 PGD 관련 전문가들을 대상으로 이메일과 직접 설문지를 배포하여 설문조사를 실시하였다. 결 과: 환자 60명과 전문가 31명을 포함하여 총 91명이 설문조사에 응답하였으며, 환자들은 염색체 이상 질환 49명(81.7%)과 단일유전자 이상 질환 11명(18.3%) 이었다. 설문에 응답한 환자와 전문가 모두 유전상담이 PGD의 의료서비스 일환으로 반드시 필요하다고 답하였다. 환자의 충분한 이해를 위하여 필요한 유전상담의 시간에 대해 환자와 가족 그리고 전문가 의견을 수렴한 결과, 각각 45명(75.0%)과 23명(74.2%)이 적정한 유전상담시간을 30분 이상이라고 응답하였다. 하지만, 현 의료시스템에서는 짧은 진료시간 내 진료와 유전상담을 동시에 진행함으로써 환자에게 완벽한 정보제공이 이루어지지 않는 것으로 나타났다. 한편, 전문가 그룹에서는 진료시간의 부족과 유전질환의 정보 부족이 유전상담의 어려운 점이라고 답하였으며, 이에 비 의사(non-MD) 전문유전상담사가 필요하다는 의견이 30명(96.7%)으로 높게 나타났다. 환자와 가족들은 PGD 시술 시 예기치 못한 결과의 가능성, 환자가 가진 유전질환의 위험을 예방할 수 있는 선택사항, 환자가 가지고 있는 유전질환의 위험도 평가, 유전자 검사 시 검사의 목적 설명 및 검사기술의 한계점과 오진률의 설명, PGD 시술 전반에 관한 기술적인 정보 등에 대하여 관심을 가지고 있으며 더 자세한 설명을 필요로 하는 것으로 나타났다. 이에 대한 전문가 의견 역시 환자 및 가족이 관심 있고 자세한 설명을 원하는 정보와 대부분 일치하였다. 이에 따라 환자의 요구와 의견으로 나타난 위의 결과들을 향후 PGD를 위한 유전상담의 지침(guide-line) 구축 시 반영하여야 할 것으로 사료된다. 결 론: 본 연구에서 유전진단과 생식의학 기술의 발전과 더불어 PGD의 적용과 효율성 등에 대한인식이 높아짐에 따라, PGD를 시행함에 있어서 구체적이고 체계적인 유전상담이 필요하다는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구의 설문조사 결과가 향후 PGD를 위한 유전상담 지침서(guideline)에 반영되어 적절한 PGD의 설계, 실시, 사후관리에 큰 도움이 되기를 기대한다.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제33권1호
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• pp.25-33
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• 2006

목 적: 본 연구에서는 착상전 생쥐 배아에서 분리한 할구를 이용하여 배아줄기세포주를 확립하고 그 효용성과 특성을 살펴보고자 하였다. 연구방법: 생쥐 (C57BL/6J)의 2- 또는 4-세포기 배아에서 투명대를 제거하고 할구를 분리하여 지지세포와 공동배양한 후 할구로부터 형성된 내세포괴를 분리하여 계대배양을 실시하였다. 계대배양 중인 세포주의 특성을 확인하기 위해 alkaline phosphatase 활성도와 표지 인자 및 관련 유전자 발현을 세포면역화학적 염색과 RT-PCR 방법으로 살펴보았다. 또한, 계대배양 중인 배아줄기 세포주의 염색체 분석을 실시하였다. 결 과: 전체적으로 2-세포기에서 분리한 할구와 4-세포기에서 분리한 할구에서 각각 3.0% (1/33)와 4.0% (1/25)의 효율로 배아줄기세포주를 확립할 수 있었다. 이는 4-세포기의 배아를 사용하였을 때의 16.7% (5/30)에 비해 현저하게 낮았다. 분리된 할구로부터 확립된 배아줄기세포주에서 SSEA-l 과 Oct-4의 발현을 관찰하였고, 이들에서 분화된 배아체에서 삼배엽성 분화 관련 유전자들의 발현도 확인할 수 있었다. 결 론: 본 연구에서는 동물모델을 이용하여 착상전 초기 배아에서 분리한 할구를 이용하여 배이줄기세포를 확립할 수 있음을 확인하였다. 지속적인 관련 연구를 통해 인간의 체외수정 및 배아이식술에서 배아의 파괴 또는 발생 능력에 손상을 주지 않고 새로운 인간 배아줄기세포주를 생산할 수 있는 방법을 개발하고 실용화할 수 있을 것으로 사료된다.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제23권1호
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• pp.25-32
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• 1996

본 연구는 Polynucleotide-specific 형광물질을 이용한 Differential labelling 기법으로 체외수정 후 배양 4일째 생산된 B6CBA Fl 생쥐 배반포의 Total, ICM, Trophectoderm의 세포수를 조사함으로서 생쥐의 착상전 후기 배발달에 대한 기초 자료를 얻고자 실시하였다. 공시 배반포는 과배란처리에 의해 얻어진 난자를 $1{\times}10^6cells/ml$의 정자로 수정시키고, 95시간동안 M16배양액과 $37^{\circ}C$, 5% $CO_2$배양기 내에서 배양하여 배반포강의 확대와 투명대 두께의 감소를 기준으로 early, middle, expanded와 hatching으로 구분하였다. 본 연구에서 얻어진 결과는 다음과 같다. 1) 체외수정 후 95시간째 배반포 발달율은 86.7%였으며, early, middle, expanded와 hatching으로 16.3%, 18.9%, 10.5%, 40.9% 였다. 2) Bisbenzirnide를 이용한 배반포의 총 세포수는 early, middle, expanded, hatching 각각 $35.6{\pm}10.4$, $49.4{\pm}8.6$, $60.8{\pm}10.7$ 과 $62.7{\pm}13.9$를 얻었다. 3) Polynucleotide-specific형광물질을 이용한 Differential labelling으로 배반포 ICM과 Trophectoderm의 세포수를 early, middle, expanded, hatching으로 나누어 조사한 결과, ICM세포수는 각각 $9.6{\pm}3.0$, $13.6{\pm}3.9$, $16.0{\pm}3.3$, $19.5{\pm}4.6$개 이었고, Trophectoderm세포수는 $30.6{\pm}5.1$, $39.9{\pm}5.8$, $42.2{\pm}8.1$, $43.7{\pm}11.1$ 개로 나타나 ICM과 Trophectoderm 모두 동일하게 발달의 진행정도에 따라 세포수의 증가양상을 나타내었다. 또한, Bisbenzimide와 Differential labelling에서 얻어진 총세포수의 비교에서도 동일하게 발달의 진행정도에 따라 세포수의 증가를 나타내었으며 그와 동시에 세포수도 거의 유사하였다. 이러한 결과로 미루어 볼때, Differential labelling을 이용한 빠르고도 간편한 세포수 계산법은 착상전 후기 배발달을 고찰하는데 유용하며, 배양조건에 따른 Embryo의 Quality를 반영하는 Indicator로서 이용될 수 있다는 것을 시사한다.

• 한국동물번식학회:학술대회논문집
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• 한국동물번식학회 2003년도 학술발표대회 발표논문초록집
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• pp.56-56
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• 2003

Beta-catenin is very important in early development including involvement in cell adhesion, cell signaling, and developmental fate specification. Cell-cell interaction is an important process during mammalian embryonic development. In preimplantation embryos, embryonic compaction is the process of increased cellular flattening and adhesion of junctional complexes and results in a polarized distribution. Beta-catenin is associated with embryonic compaction in mammals. Here, we examined the relationship between beta-catenin expression and compaction in porcine embryos derived from in vitro fertilization. First of all, we investigated beta-catenin expression in each embryonic developmental stage and also focused on expression pattern according to full, partial and non-compaction at morula stage. We used the immunocyto-chemical method in this research. To confirm compaction affects on the embryonic development, we compared between compaction and developmental rates to the blastocyst. The result showed that compaction and non-compaction rates were 14.6% and 63.8% at 4 days after IVF, respectively The developmental rates to the blastocyst and their total cell number were 50.9% vs 36.4% and 41.4$\pm$11.5 vs 26.8$\pm$12.7 in compaction and non-compaction groups. Although no difference was detected in the ratio of ICM to total cells between two groups, total cell number of the blastocysts in compaction group was superior to that of the blastocysts in non-compaction group (P<0.05). Expression of beta-catenin appeared in the boundary of membrane surface between blastomeres in 2- and 4-cell stage, and observed irregular pattern from 8-cell to blastocyst stage. We also investigated beta-catenin expression pattern according to the degree of compaction in the 3 groups; full, partial (>50%) and non-compaction. The expression signal in fully compacted embryos was stronger than those of partial and non-compacted embryos. Especially, beta-catenin expression appeared various patterns in morula stage suggesting the aberrant distribution of beta-catenin is affected by compaction patterns. Our results suggest that abnormal beta-catenin expression was affected by embryo quality and further development in porcine embryos in vitro.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제38권3호
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• pp.115-121
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• 2014

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.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제20권5호
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• pp.711-717
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• 2007

In this study, two cell types from porcine females, namely fetal fibroblasts (pFFs) and adult ear fibroblasts (pAEFs) and two passages (3-4 and 7-8) were investigated by evaluating the development rate, blastocyst cell number and the incidence of apoptosis. No significant differences were observed in the cleavage rates of cloned and IVF embryos. The blastocyst rates between the embryos cloned with pFFs ($15.1{\pm}3.2$) and pAEFs ($10.4{\pm}2.6$) did not differ significantly but was significantly (p<0.05) lower in pAEFs than that in IVF ($22.5{\pm}4.5$) embryos. Total cell number in pFFs ($28.4{\pm}4.3$) and pAEFs cloned blastocysts ($24.2{\pm}5.1$) was significantly (p<0.05) lesser than IVF control ($35.4{\pm}3.2$). Apoptosis rates between cloned blastocysts differed significantly (p<0.05) and were significantly (p<0.05) higher than IVF embryos. The blastocyst rates between the cloned embryos cloned with different cell passages did not differ significantly but in embryos cloned with 7-8 cell passage was significantly (p<0.05) lower than the IVF control. Apoptosis signals were detected in IVF and cloned embryos as early as day 3 and the rates of apoptosis increased concurrently with the embryo development. In conclusion, high apoptosis during in vitro preimplantation development resulted in low development rate and total cell number of cloned embryos. Moreover, based on the apoptotic incidence in cloned blastocysts, fetal fibroblasts are more suitable for production of cloned embryos in porcine.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제5권1호
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• pp.17-21
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• 2001

생쥐 초기배아의 체외배양 시 부화에 관련된 단백질 분해효소의 발현 시기와 존재부위를 알아보고 trypsin억제제 benzamidine을 배양액에 첨가하여 부화효소의 역할을 살펴보았다. 부화 효소로 제안되고 있는 trypsin 유사효소의 발현부위를 확인하기 위해 rhodamine이 부착되어 있는 Trypsin subsfrate probe를 이용하여 형광염색하였다. 생쥐 배아의 발생과정에서 trypsin 유사효소의 발현은 후기 상실 배아에서부터 관찰되었으며, 포배기 배아에서는 영양배엽 표면에서 전체적으로 관찰되었다. 특히, 부화가 진행되고 있는 배아의 부화 개시 부위 (blebbing)에서 그 염색 정도가 상대적으로 강함을 확인할 수 있었다. 생쥐 4-세포기 배아의 체외배양 시 배양액에 trypsin 억제제인 benzamidine을 ImM 농도로 첨가하였을 때 포배기로의 발생률은 영향을 받지 않았지만, 부화율은 15.8%로 대조군의 83.0%에 비해 유의하게 (p<0.02) 낮게 나타났다. 배아의 발생단계에 따라 5mM의 benzamidine을 12시간 동안 처리한 경우 부화율이 8.7%로 대조군의 83.0%에 비해 유의하게(p<0.01)낮았다. 결론적으로, trypsin 유사효소는 초기 포배기에서부터 발현되기 시작하며 특히, 후기 포배기에서 그 효소의 작용이 부화 과정에 커다란 영향을 미치는 것이 확인되었다. 또한 배양중 부화 과정에서는 배아 자체에서 분비되는 trypsin 유사효소의 역할만으로도 부화할 수는 있지만 생체 내에서는 배아와 자궁내막 상피와의 상승적 상호 작용에 의해 부화과정이 더 활발히 진행되는 것으로 생각된다.

• 한국수정란이식학회지
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• 제19권2호
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• pp.133-145
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• 2004

난자의 체외성숙 및 체외배양에는 일반적으로 동물의 혈청을 사용하고 있다. 그러나, 채취한 소의 상태에 따라서 혈청의 질에 차이가 있어 실험데이터가 일정하지 않을 수 있고, 그것으로부터 바이러스, 세균, 마이코플라즈마 등에 오염될 가능성이 있다. 따라서, 본 실험에서는 완전 무 혈청 배양액에서 난자의 성숙, 배 발생율, 세포 수, 동결성을 검토하였다. 다음으로, 근래 혈청배지로 생산한 체외 배양 수정란은 과체중의 산자 생산, 초기 산자 사망률, caesarean section, dystocia 같은 발병으로 문제가 지적되고 있다. 그러나 무 혈청 배지로 생산한 체외 배양 수정란은 이러한 현상을 개선할 수 있다는 보고가 있어 본 실험에서는 완전 무혈청 배양액에서 생산된 동결란과 신선란을 젖소에 이식하여 그 결과를 검토하였다. 무혈청 배양액에는 에너지원과 세포성장인자가 첨가된 IVD101과 IVMD101, 대조군인 혈청 배양액에는 TCM199 + 10% FBS가 사용되었다. IVMD101에 의해 체외성숙이 이루어 졌고, 혈청이 첨가된 TCM199 + 10% FBS에서는 12.4% 배 발생율을 보인데 반해, 무혈청 배양액 IVD101과 IVMD101이 각 32.4%, 34.5%로 훨씬 높은 배 발생율을 보였다. 더욱이, 세포 수에 있어서도 무혈청 배양액에서 발생된 배반포의 세포수가 혈청이 첨가된 배양액에서 발생된 배반포의 세포수보다 월등하였으며, 이는 체내란과 비슷한 세포 수를 보이고 있다. 수정란의 내동성을 보면, 융해하고 24시간 배양기 정치 후에 IVD101과 IVMD101은 94.5%, 95.8%의 생존율을 보인 반면 TCM199 + 10% FBS는 52.5%에 불과하다. 융해하고 72시간후 탈출 배반포율이 IVD101과 IVMD101는 78.4%, 83.7%였는데 반해 TCM199 + 10% FBS는 32.0%였다. 마지막으로, 무혈청 배양액에서 발생한 동결란과 신선란을 젖소에 이식한 후에 임신율에 있어서는 유의적 차이는 없었지만, 무혈청 배지에서 생산된 수정란의 내동성의 탁월함이 증명되었다. 이러한 결과들로 종합해 보면, 무혈청 배양액 (IVD101, IVMD101)에서 발생된 수정란이 혈청 배양액에서 발생된 수정란보다 배발생율, 세포수, 동결성, 임신율에 있어서 우수함을 알 수 있었다. 이러한 무혈청 배양액은 배발생 과정의 연구뿐만 아니라 수정란 이식을 위한 고품질의 체외 수정란의 대량 생산, 복제, 형질전환 동물 생산 등에도 유익할 것으로 사료된다.

• 대한수의학회지
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• 제29권2호
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• pp.123-128
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• 1989

Demi-embryos were successfully produced by bisection of ICR mouse embryos at preimplantation stages. They were microsurgically bisected using a microsurgical blade attached to a micromanipulator after pretreatment with 0.5% pronase in PBS for two minutes or not. Embryos with softened zona pellucida were more easily bisected and less damaged than intact embryos. The highest success rate in bisection has been achieved by selecting blastocysts(94.1% in success rate with intact blastocysts and 100% in success rate with zona softened blastocysts). Demi-embryos without zona pellucida were cultured in D-PBS or M-16 medium at $37^{\circ}C$, 5% $CO_2$ in air for 72 hours for 2-cell stage embryos, 48 hours for 4-to 8-cell stage embryos, 24 hours for morula stage embryos and 6~12 hours for blastocyst stage embryos. For the in vitro culture of 2-cell stage embryos, $100{\mu}M$ 2Na-EDTA was added to the media. M-16 medium was better for the in vitro development of mouse embryos than PBS, and PBS is not considered to be suitable for long-term culture of embryos, especially at early stage of cleavage. In M-16 medium, developing rate of demi-embryos of which pair underwent development to form eublastocysts was 15.8% at 2-cell stage, 16.8% at 4-cell stage, 38% at 8-cell stage, 89.6% at morula stage and 94.4% at blastocyst stage, respectively. The more rapid and efficient production of demi-embryos and higher viability after bisection can be expected by softening zona pellucida with pronase and by selecting morulae or blastocysts rather than embryos at early stage of cleavage.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제31권1호
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• pp.49-53
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• 2007

Astaxanthin is a kind of carotenoid compounds, having a antioxidant and anti-inflammatory activities. The antioxidative mechanism by which carotenoid scavenge free radicals has been clearly elucidated, but has not tried for the development of mammalian preimplantation embryo. This study was conducted to investigate the antioxidative effect of astaxanthin on in vitro development of porcine in vitro fertilized embryos. Porcine embryos derrived from in vitro fertilization (IVF) were cultured in 5% $CO_{2} in air at $38.5^{\circ}C$ in PZM-3 medium supplemented with different dosages of astaxanthin ($0,\;1,\;5\;and\;10{\mu}M$) and taurine (0, 1, 2.5 and 5 mM) as a positive control, and execute to compare the effects of various antioxidants such as taurine, melatonin and asculatin on in vitro development. The proportions of embryos developed to the blastocyst stage were increased when $1\;and\;5\;{\mu}M$ of astaxanthin (26.6 and 23.4%, respectively) and 1 and 2.5 mM taurine (25.8 and 26.4%, Respectively) were supplemented, compared to controls (p<0.05). Also, various antioxidant-treated groups were significantly higher rates of blastocysts (astaxanthin, 27.4%; taurine, 29.1%; melatonin, 26.8%; aesculetin, 27.9%, respectively) than control (18.8%). There was no difference in mean cell number of blastocysts between antioxidants and control. This result indicates that astaxanthin has an antioxidant feature when porcine IVF embryos were cultured in vitro.