• 한국수정란이식학회지
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• 제32권1호
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• pp.25-31
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• 2017

This study was conducted to investigate the effect of activation method on the endoplasmic reticulum (ER) stress induction, apoptosis and in vitro development of porcine parthenogenetic embryos. Porcine in vitro matured oocytes were activated by four activation methods; 1) electric stimulus (ES) (E), 2) $ES+10{\mu}M$ Ca-ionophore (A23187) treatment (EC), 3) ES+2 mM 6-dimethylaminopurine (6-DMAP) treatment (ED), or 4) ES+A23187 and 6-DMAP treatments (ECD). Parthenogenetic embryos were sampled to analyze x-box binding protein 1 (Xbp1) mRNA, ER stress-associated genes and apoptosis genes at 3 h after ES and the 1-cell and blastocyst stages. In the EC group, the band intensity of spliced Xbp1 (Xbp1s) mRNA was higher than those of the other groups at the 3 h and 1-cell stage, and higher than that of the E group at the blastocyst stage. Four ER stress-associated genes were expressed at the highest level in the EC group and weakly expressed in the ED group at 3 h after activation. However, most of the genes were highly expressed at the 1-cell and blastocyst stages with some variation in the EC and ECD groups. Expression of Bcl-2-associated X protein (Bax) and caspase-3 mRNA was significantly higher in the EC group than in the other groups at all development stages. The developmental rates to the blastocyst stage were higher in the ED and ECD groups than in the E and EC groups. These results suggest that the intracellular ER stress of parthenogenetic porcine embryos is affected by the activation method and subsequently lead to the apoptosis of embryos.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제37권4호
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• pp.269-279
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• 2013

Low efficiency of somatic cell nuclear transfer (SCNT) is attributed to incomplete reprogramming of transfered nuclei into oocytes. Trichostatin A (TSA), histone deacetylase inhibitor and 5-aza-2'deoxycytidine (5-aza-dC), DNA methylation inhibitor has been used to enhance nuclear reprogramming following SCNT. However, it was not known molecular mechanism by which TSA and 5-aza-dC improve preimplantation embryo and fetal development following SCNT. The present study investigates embryo viability and gene expression of cloned porcine preimplantation embryos in the presence and absence of TSA and 5-aza-dC as compared to embryos produced by parthenogenetic activation. Our results indicated that TSA treatment significantly improved development. However 5-aza-dC did not improve development. Presence of TSA and 5-aza-dC significantly improved total cell number, and also decreased the apoptotic and autophagic index. Three apoptotic-related genes, Bak, Bcl-xL, and Caspase 3 (Casp3), and three autophagic-related genes, ATG6, ATG8, and lysosomal-associated membrane protein 2 (LAMP2), were measured by real time RT-PCR. TSA and 5-aza-dC treatment resulted in high expression of anti-apoptotic gene Bcl-xL and low pro-apoptotic gene Bak expression compared to untreated NT embryos or parthenotes. Furthermore, LC3 protein expression was lower in NT-TSA and NT-5-aza-dC embryos than those of NT and parthenotes. In addition, TSA and 5-aza-dC treated embryos displayed a global acetylated histone H3 at lysine 9 and methylated DNA H3 at lysine 9 profile similar to the parthenogenetic blastocysts. Finally, we determined that several DNA methyltransferase genes Dnmt1, Dnmt3a and Dnmt3b. NT blastocysts showed higher levels Dnmt1 than those of the TSA and 5-aza-dC blastocysts. Dnmt3a is lower in 5-aza-dC than NT, NTTSA and parthenotes. However, Dnmt3b is higher in 5-aza-dC than NT and NTTSA. These results suggest that TSA and 5-aza-dC positively regulates nuclear reprogramming which result in modulation of apoptosis and autophagy related gene expression and then reduce apoptosis and autophagy. In addition, TSA and 5-aza-dC affects the acetylated and methylated status of the H3K9.

• 한국수정란이식학회지
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• 제19권2호
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• pp.155-163
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• 2004

본 연구는 도축돈의 난소로부터 난자를 채취하여 체외배양시킨 후 세포 안정제와 원심분리 그리고 OPS를 이용한 유리화동결 하였다. 동결 융해한 수정란을 경산돈에 외과적 또는 비외과적으로 이식하여 자돈을 생산하는 것을 목적으로 수행하였다. ${\cdot}$ 도축돈 난소로부터 채란되어진 돼지 미성숙난은 Funahashi 등(1994) 방법에 따라 체외 성숙-수정-배양하였다. 체외배양액은 glucose-free NCSU 23을 이용하였으며, 5일째에 10% Fatal bovine serum (FBS)을 첨가 배반포로 발달을 유도하였다. ${\cdot}$ 체외배양된 수정란은 7.5${\mu}$g.mL cytochalasin B에 30분 처리 후 13,000 rpm에 13분간 원심 분리하였고, ethylene glycol(EG) 동결액으로 처리한 뒤 OPS를 이용하여 동결${\cdot}$융해하였다. ${\cdot}$ 동결수정란과 비동결수정란을 plastic straw에 loading 한 후 3두에는 경산돈에 외과적 방법으로 각각 100개, 100개의 동결수정란과 대조군으로 34개의 비동결수정란을 이식하였고 다른 3두에는 비외과적 방법으로 각각 150개, 150개의 동결수정란과 대조군으로 100개의 비동결수정란을 각각 이식하였다. 외과적이식돈의 대조군에 사용한 신선수정란은 비경산돈 3두에서 채란하였다. ${\cdot}$이식 결과 6두 모두 지연성 발정을 보였으며 이중 동결수정란 이식돈은 임상적으로 정상이였으나 비동결수정란은 이식한 경우는 자궁내막염과 복강탈장이 관찰되었다. 주요 원인은 시술시 기술의 미숙과 야외수술에 의한 감염, 난자의 이동과 수송에 의한 영향 그리고 주입 미숙 등이 주요 원인인 것으로 생각되며 융해 후 생존효율이 높은 수정란의 준비, 이식 기술의 개선과 자궁상태가 청결한 비경산돈의 이식으로 임신율을 높일 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국가축번식학회지
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• 제26권3호
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• pp.263-273
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• 2002

본 연구는 xanthine-xanthine oxidase system하에서 돼지 동결-융해 정자의 lipid peroxidation과 체외수정능력에 대한 $\beta$-mercaptoethanol ($\beta$-ME)의 영향을 검토하였다. 그 결과 돼지 동결-응해 정자가 X-XO system하에서 처리되었을 때, control구에서 높은 정자생존율이 관찰되었으나 처리구간의 유의차는 인정되지 않았다. 또한 첨체반응이 유기된 정자의 비율은 모든 처리구에서 $\beta$-ME 첨가시 보다 무첨가시가 유의적(P<0.05)으로 더 높았다. 한편, X-XO system하에서 체외수정시 난자에 대한 정자의 침입율은 모든 조건하에서 $\beta$-ME 첨가시가 무첨가시 보다 높은 경향을 나타냈지만, 유의적인 차이는 인정되지 않았다. 정자의 lipid peroxidation은 malondialdehyde (MDA)의 생성에 기초를 두고 평가하였는데, 모든 조건하에서 $\beta$-ME 첨가시 보다 무첨가시에 MDA의 생성이 높게 나타났지만, 유의적인 차이는 인정되지 않았다. 또한 동결-융해된 정자의 sulfhydryl (-SH) group의 함량을 측정한 결과 모든 처리구에서 $\beta$-ME 무첨가시 보다 첨가시에 높은 함량이 측정되었지만, 유의적인 차이는 인정되지 않았다. 한편, 체외에서 성숙시킨 난자의 투명대에 대한 동결-융해 정자의 접착 정도를 평가한 결과 모든 처리구에서 $\beta$-ME 첨가시 무 첨가시에 비해 다소 높은 경향을 보였으며, Control group의 경우 X+XO group에 비해 유의적(P<0.05)으로 높은 정자접착율이 관찰되었다 그렇지만, $\beta$-ME 첨가 유무에 따를 유의적인 차이는 인정되지 않았다. 된 연구의 결과는 X-XO system하에서 $\beta$-ME 첨가가 돼지에서의 체외수정능력 향상에 영향을 미치는 것으로 생각된다.

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

• 한국가축번식학회지
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• 제25권4호
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• pp.317-325
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• 2001

본 연구는 lipid peroxides를 생산하는 것으로 알려진 ascorbic acid (Asc; 0.5 mM)와 ferrous sulfate (Fe$^{2+}$; 1 mM)가 돼지 동결-융해 정자의 체외수정능력에 미치는 영향을 검토하였다. 그 결과, 동결정액의 융해 처리시 배양액내 Asc/Fe$^{2+}$ (38%)의 동시첨가시 대조구 (27%)에 비해 정자의 첨체반응이 유의적으로 높게 유기되었다 (P＜0.05). 정자침입율 또한 Asc/Fe$^{2+}$ (76%)를 동시에 첨가하므로서 대조구 (55%)에 비하여 유의적으로 높게 나타났다 (P＜0.05). 한편 정자의 peroxidation은 상기의 처리구에서 maiondialdehyde (MDA)의 생성에 기초를 두고 평가하였는데, 정자의 처리시 Asc/Fe$^{2+}$의 동시첨가에 의해 MDA의 생성이 증가하였으나 처리구 사이에서 유의적인 차이는 인정되지 않았다. 또한 sulfhydry1(-SH) group의 용량을 측정한 결과 Asc/Fe$^{2+}$를 동시에 첨가한 실험구에서 가장 높게 나타났으나 타처리구와의 사이에서 유의적인 차이는 인정되지 않았다. 또 다른 연구에서 동결-응해정자가 난자의 투명대에 접착하는 정도를 평가한 결과, 대조구와 Asc처리시 Fe$^{2+}$ 처리에 비하여 유의적으로 (P ＜ 0.05) 높은 정자의 접착을 나타냈으나 Asc/Fe$^{2+}$의 동시 처리에 의한 정자접착의 증가는 인정되지 않았다. 결과적으로 lipid peroxidation의 증가를 야기시키는 Asc/Fe$^{2+}$의 동시첨가는 투명대에서 정자의 접착능력을 증가시키지 않았음에도 불구하고 첨체반응과 침입능력을 향상시키는 것으로 나타났다.