• 한국수정란이식학회지
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• 제32권4호
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• pp.287-295
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• 2017

Mitochondrial dysfunction is found in oocytes and transmitted to offspring due to maternal obesity. Treatment of obese mothers with endoplasmic reticulum (ER) stress inhibitors such as salubrinal (SAL) can reverse the mitochondrial dysfunction and result in normal embryonic development. Pig oocytes have also shown ER stress mostly in metaphase II stage. ER stress in oocytes may hinder the in vitro production of pig embryos. This study investigated the effect of ER stress inhibition by SAL treatment during in vitro maturation (IVM) of porcine oocytes at 1, 10, 50 and 100 nM concentrations. Firstly, we tested various concentrations of SAL. SAL at 10 nM showed higher (P < 0.05) developmental competence to the blastocyst stage (55.6%) after parthenogenesis (PA) than control (44.2%) while not different from other concentrations (49.2, 51.6, and 50.8% for 1, 50, and 100 nM, respectively). Secondly, we performed time-dependent treatment at 10 nM of SAL for IVM of oocytes. It revealed that treatment with SAL during 22 to 44 h of IVM significantly improved PA embryonic development to the blastocyst stage compared to control (40.5, 46.3, 51.7 and 60.2% for control, 0 to 22 h, 22 to 44 h and 0 to 44 h of IVM, respectively, P < 0.05). Glutathione (GSH) content is an indicator of cytoplasmic maturation of oocytes. Reactive oxygen species (ROS) have a harmful effect on developmental competence of oocytes. For this, we determined the intraoocyte levels of GSH and ROS after 44 h of IVM. It was found that SAL increased intraoocyte GSH level and also decreased ROS level (P < 0.05). Finally, we performed somatic cell nuclear transfer (SCNT) after treating oocytes with 10 nM SAL during IVM. SAL treatment significantly improved blastocyst formation of SCNT embryos compared to control (39.6% vs. 24.7%, P < 0.05). Our results indicate that treatment of pig oocytes with ER stress inhibitor SAL during IVM improves preimplantation development PA and cloned pig embryos by influencing cytoplasmic maturation in terms of increased GSH content and decreased ROS level in IVM pig oocytes.

• 한국가축번식학회지
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• 제26권3호
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• pp.235-243
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• 2002

본 연구는 몇 몇 포유류로부터 얻은 공여세포핵의 proliferation을 돕기 위한 수핵난자로 소 난자의 세포질을 사용하였으며, 공통 세포질로써의 능력을 시험하였다. 소 난자와 소, 사람, 돼지, 생쥐의 체세포와의 결합에서 유래한 각 종별 핵이식란의 융합율, 분할율, 배발달률 그리고 염색체 수를 조사하였다. 1. 소, 돼지, 생쥐, 사람 각각의 체세포를 이용한 핵이식란의 융합율은 70.2% 70.2% 72.4%와 63.0 %로 유의차를 보이지 않았다. 2. 소, 돼지, 생쥐, 사람 각각의 체세포를 이용한 핵이식란의 체외분할 ($\geq$2cell cleavage)율 또한 60.6%, 63.7%, 54.1%와 62.7%로 유의차가 없었다. 3. 각 종별로 체외분할이 일어난 시기를 조사한 결과 종에 관계없이 대체로 활성화 처리 후 24시간째에 대부분 일어나는 것을 볼 수 있었다. 그러나 점차적으로 분할이 계속 이루어지면서 발달시기가 종 특이적인 특성을 나타내는 것을 볼 수 있었다. 4. 이종간 핵이식의 후기 배발달 (상실배와 배반포) 률을 살펴보면 소와 사람의 체세포를 사용했을 경우 17.5%, 4.3%의 결과를 나타내었으며, 돼지와 생쥐의 체세포를 사용한 경우 16세 포기 이후 단계에 발달중지 현상을 볼 수 있었다. 5. 4~8 세포기 정도의 각 종별 핵이식란 할구를 분석에 사용하였을 때, 공여핵으로 사용된 종의 염색체 수와 일치하는 결과를 볼 수 있었다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 성숙한 소 난자의 세포질은 소뿐만 아니라 돼지, 생쥐, 사람과 같은 다양한 포유류의 핵을 사용하여 핵이식을 하였을 때에도 발달이 가능하다는 것을 보여주고 있다.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제33권2호
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• pp.85-91
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• 2009

In this study, in vitro maturation system using fetal bovine serum (FBS) or porcine follicular fluid (pFF) was investigated to produce comparable oocytes to those derived from in vivo. Control group of oocytes was cultured in TCM 199 supplemented with 0.1% polyvinyl alcohol (PVA). Other three groups of oocytes were cultured in TCM 199 supplemented with 10% FBS, 10% pFF or 5% FBS + 5% pFF, respectively. After 44 h maturation, oocytes with the first polar body were activated with two electric pulses (DC) of 1.2 kv/cm for 30 ${\mu}sec$. Also, matured oocytes of four groups were reconstructed and fused. Reconstructed embryos were cultured in PZM-3 under 5% $CO_2$ in air at $38.5^{\circ}C$ for 6 days. The oocytes matured in the medium supplemented with FBS or/and pFF showed significantly higher maturation rates (64.0 vs. 73.9 to 85.2%). In PA embryos, cleavage rates (89.7 vs. 77.1 to 86.6%) and blastocysts rates (30.0 vs. 16.2 to 26.2%) were significantly higher in pFF group (p<0.05). In NT embryos, there was no difference among treatments in cleavage rate, but the blastocyst rates (28.5 vs. 15.5 to 24.6%) were significantly higher in pFF group (p<0.05). The apoptosis rate was significantly higher (p<0.05) in the control than other groups (10.8 vs. 4.9 to 8.2% for PA, 3.1 vs. 0.5 to 1.3% for NT). In order to select the comparable oocyte to in vivo oocytes, each group of oocytes was stained with Brilliant cresyl blue (BCB) after 42h maturation. The matured oocytes were separated according to color of cytoplasm; stained group (BCB+) and unstained group (BCB-). The oocytes matured in the presence of FBS or/and pFF showed significantly higher staining rates (70.3 to 72.7 vs. 35.1%) (p<0.05). To verify the fact that the supplementation of FBS or/and pFF can increase the maturation rates, cdc2 kinase activity, the catalytic subunit of MPF, was determined. The cdc2 kinase activity of the oocytes matured in the medium supplemented with FBS or/and pFF was significantly higher than control group (6.7 to 9.3 vs. 3.8). In conclusion, the supplementation of FBS or/and pFF can support in vitro maturation rate of porcine oocytes through the increment of cdc2 kinase activity level in the cytoplasm.

• 한국수정란이식학회지
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• 제21권2호
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• pp.129-135
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• 2006

본 연구는 돼지 체외 수정란의 생산에 있어서 체외성숙 시간이 핵성숙, 다정자 침입율 및 배 발생과 배반포의 부화율 배반포의 부화에 미치는 효과를 검토하였다. 돼지 난포란의 핵성숙율이 체외성숙 36, 38, 40, 42 및 44 시간째에 각각 68.0, 78.0, 79.5, 73.8 및 81.8%로서 각 군간에 유사한 경향이었으며, 체외 수정 후 다정자 침입율도 각각 48.7, 36.0, 44.4, 38.9 및 31.8%로서 차이가 없었다. 체외 성숙 시간에 따른 2세포기 발달율은 체외 성숙 36시간군이 77.3%로서 가장 높았고, 체외 성숙 40 및 44 시간의 70.6 및 70.3%와는 유의차가 인정되었다(p<0.05). 배반포 발달율은 38시간군의 23.1%가 체외 성숙 44 시간군의 15.6%보다 유의하게 높았다(p<0.05). 따라서 돼지 난포란의 44시간 체외 성숙이 배 발생에 비효과적이었다.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제30권1호
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• pp.1-5
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• 2006

핵이식 방법을 이용하여 성공적인 복제를 이루기 위해서 인위적인 활성화 처리는 필수적인 요소이다. 본 연구는 전기자극에 의해 활성화된 난자를 chemical agent를 이용하여 추가적인 활성화 처리를 하였을 때 돼지 단위발생란의 발달에 미치는 영향을 알아보고자 수행되었다. 체외에서 $40{\sim}44$시간 동안 배양된 난자를 전기자극(E)으로 활성화 처리한 후 Thimerasol + Dithiothreitol(Thi+DTT), 6-Dimethylaminopurine(6-DMAP) 및 Cycloheximide(CH)를 사용하여 추가 활성화 처리를 하였다. 활성화 방법(E, E+Thi+DTT, E+6-DMAP 및 E+CH)에 따른 단위발생란의 배반포까지의 발달율을 조사한 결과, chemical agent에 의해 추가 활성화된 단위발생란이 전기자극만으로 처리된 구의 단위발생란보다 유의적으로 높은 발달율을 보였다($21.5{\sim}28.1%$ vs. 18.0%, P<0.05). 특히, E+Thi+DTT를 이용하였을 때 발달율이 유의적으로 높게 나타났다(28.1%, P<0.05). 활성화 처리별 전핵 형성율을 조사한 결과, chemical agent에 의해 추가 활성화 처리된 구에서 하나의 극체(1PN) 형성률은 처리별로 차이를 보이지 않았으나$(59.9{\sim}64.7%)$, 2PN 형성율은 추가 활성화 처리구에서 전기자극만을 사용하였을 때보다 유의적으로 높게 나타났다($7.2{\sim}9.7%$ vs. 4.3%, P<0.05). 이상의 결과를 살펴볼 때, 전기자극 후 chemical agent를 이용한 추가 활성화는 단위발생란의 배반포까지의 발달능력을 증가시키는 것으로 생각된다.

• 한국수정란이식학회지
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• 제28권4호
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• pp.361-371
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• 2013

The present study assessed the effect of FSH and LH on oocyte meiotic, cytoplasmic maturation and on the expression level and polyadenylation status of several maternal genes. Cumulus-oocyte complexes were cultured in the presence of FSH, LH, or the combination of FSH and LH. Significant cumulus expansion and nuclear maturation was observed upon exposure to FSH alone and to the combination of FSH and LH. The combination of FSH and LH during entire IVM increased the mRNA level of four maternal genes, C-mos, Cyclin B1, Gdf9 and Bmp15, at 28 h. Supplemented with FSH or LH significantly enhanced the polyadenylation of Gdf9 and Bmp15; and altered the expression level of Gdf9 and Bmp15. Following parthenogenesis, the exposure of oocytes to combination of FSH and LH during IVM significantly increased cleavage rate, blastocyst formation rate and total cell number, and decreased apoptosis. In addition, FSH and LH down-regulated the autophagy gene Atg6 and upregulated the apoptosis gene Bcl-xL at the mRNA level in blastocysts. These data suggest that the FSH and LH enhance meiotic and cytoplasmic maturation, possibly through the regulation of maternal gene expression and polyadenylation. Overall, we show here that FSH and LH inhibit apoptosis and autophagy and improve parthenogenetic embryo competence and development.

• 한국수정란이식학회지
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• 제16권3호
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• pp.213-221
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• 2001

본 연구는 복제 돼지의 생산성 향상과 형질전환에 의한 대체상기용 복제 돼지 생산에 기여하기위한 기초연구로 공여세포의 조건, 핵이식 수정란의 융합 및 활성화와 체외발달에 미치는 각종 요인들은 조사하였다. 공여세포는 생후 10개월 된 Landrace 종으로부터 귀 세포조직(5$\times$5mm)을 채취하여 0.05%의 trypsin과 EDTA가 첨가된 D-PBS로 세포를 분리하여 10% FBS가 첨가된 TCM-199 배양액으로 계대배양을 실시하여 사용하였다. 핵이식은 laser system 으로 투명대를 drilling하여 수핵난자의 극체와 핵을 제거한 후 공여세포를 주입하였으며. 핵이식란은 DC 1.9kv/cm, 30$\mu$sec 1회의 전기자극으로 융합과 1시간 후 AC 1.50kv/cm, 30$\mu$sec 1회의 조건으로 활성화를 실시하여 분할을 유도하였다. 분할된 핵이식 수정란은 10% FBS가 첨가된 NCSU-23 배양액으로 $CO_2$배양기에서 6~8일 동안 체외배양을 실시하여 배반포기로 발달한 수정란을 Hoechst 33342로 핵염색을 하여 할구수를 조사하였다. 공여세포의 기아배양을 3~4 및 5~6 일간 실시하여 핵이식 후 전기자극으로 융합을실시하였을 때 융합율은 각각 45.6 및 36.8%로써 기아배양 기간에 따른 차이는 없었다. 융합 및 활성화가 유기된 핵이식란의 분할율은 3~4일간 기아배양을 실시한 공여세포가 67.1%로써 가장 높았으며(P<0.05), 5~6일간 기아배양을 실시한 공여세포의 57.1%와는 차이가 없었다. 공여세포를 1~2, 5~6 및 13~14대 계대배양한 것을 사용한 핵이식란의 융합율은 각각 52.7, 53.0 및 51.7%로써 차이가 없었다. 융합이 이루진 핵이식란을 활성화를 유도했을 때 1~2, 5~6 및 13~14대 계대배양한 공여세포의 분할율도 각각 42.7, 46.8 및 45.5%로써 차이가 없었다. 25$\mu$m$\geq$ 크기의 공여세포를 사용하였을 때 핵이식란의 융합율은 65.3%로써 25~30$\mu$m 및 30$\mu$m $\leq$ 크기 공여세포의 융합율 42.5 및 45.5% 보다는 유의적(P<0.05)으로 높았다. 융합과 활성화가 유기된 핵이식란의 분할율은 25$\mu$m $\geq$, 25~3o$\mu$m 및 30$\mu$m $\leq$ 크기에서 각각 56.5, 68.8 및 58.5%로써 공여세포의 크기에 따른 분할율은 유의적인 차이가 없었다. 체외수정란과 체세포 핵이식 수정란의 발달에 있어서는 분할율이 각각 80.1%와 64.0%로써 핵이식 수정란이 체외수정란 보다 낮았으나, 배반포기로의 발달율에 있어서는 각각 12.4%와 10.5%로써 차이가 없었다.

• 한국수정란이식학회지
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• 제21권3호
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• pp.169-175
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• 2006

본 연구에서 돼지 난포란에서 채취된 난모세포들을 체외 성숙 후 세포 손상이 없이 성숙 난모세포의 발생능을 알아낼 수 있는 마커로 극체의 방출이 효과적으로 활용될 수 있는지를 알아보았다. 난모세포를 48시간 성숙 배양 후 극체의 방출 유무를 검사하고, 핵염색하여 염색체의 형태를 검사하였다. 확인된 난모세포들을 $16{\sim}18$시간 추가 배양한 후 7% ethanol로 활성화시키고 $5{\mu}g/ml$ cytochalasin B에 5시간 노출 후 NCSU23 배양액으로 7일간 배양하였다. 극체 방출율은 반복에 따라 $9.9{\sim}52.4%$, 퇴행율은 $21.4{\sim}61.8%$로 변이가 크게 나타났다(p<0.01). 극체를 방출한 난모세포의 핵상은 모두 극체와 19개의 염색체를 가진 제 2 감수분열 중기 핵상을 보여주었으며, 극체를 방출하지 못한 난모세포의 핵상은 핵이 팽화된 상태인 핵형이 39.1%, PCC 형태의 핵상이 19.6%, MI 형태의 핵상이 10.9%, MII이지만 극체가 관찰되지 않거나 매우 작은 상태인 경우가 13%, 핵이 응축된 형태인 경우가 6.5%, 핵이 없는 경우가 8.7%로 나타났다. 퇴행란으로 판단한 난모세포들은 핵염색을 한 결과 역시 세포질 상태가 정상적이지 못한 염색 상태를 보여주었다. 극체 방출 유무를 확인하지 않고 활성화 처리 후 배양하였을 때 분할율은 45.0%, 배반포기까지 발달율은 11.3%였으나, 극체 방출란만을 모아서 활성화처리를 하였을 때 분할율은 94.2%, 배반포기까지 발달율은 42.5%로 급격하게 향상되었다. 이상의 결과로 퇴행란과 극체 미방출란을 제거하고 실험에 활용한다면 배양 효과를 확인하거나 배아 생명 공학에 활용할 때 좀더 유리 할 것으로 사료된다.