• 한국가축번식학회지
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• 제14권2호
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• pp.101-106
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• 1990

These mxperiments were carried out to investigate the effect of rabbit anti-bovine cumulus cell antibodies on in vitro fertilization and following development of bovine follicular oocytes matured in vitro. The bovine ovaries were obtained at a slaughter house and the follicular oocytes surrounded by cumulus cells were collected by puncturing follicles with 2~6mm of diameter. Bovine oocytes were matured in vitro for 24~26hrs in a CO2 incubator with 5% CO2 in air at 39$^{\circ}C$ and subsequently cultured in medium containing cumulus cell antibody for 1 hour. The medium used for maturation was TCM-199 supplemented with hormones, pyruvate, FCS and antibiotics. Epididymal spermatozoa were capacitated by in vitro culture for 2~3 hrs in BO solution 10~15 matured oocytes into the suspension of capacitated spermatozoa. Six hour after insemination the eggs were transferred to TCM-199 supplemented with FCS(10%) and then cultured for 7 days. The results obtained in these experiments were summarized as follows : 1. When the follicular oocytes matured in vitro were treated with antibody to intact cumulus cells, the fertilization rate of cumulus intact and removed oocytes was ranged to 45.0 to 53.7%. These value is slightly lower than that(64.3%) of follicular oocytes not treated with the antibody, and increased frequency of both male and female pronuclear formation was found in cumulus intact oocytes cultred in medium without the antibody(p<0.05). 2. The fertilization rate of cumulus intact and removed oocytes treated with antibody to solubilized cumulus cells was ranged 45.0 to 52.5%, significantly lowre than that(62.8%) of oocytes cultured in antibody free medium, and increased frequency of ova with male and female pronuclei was found when cumulus cells were present(p<0.05). 3. The rates of cumulus cell intact and removed oocytes developed to 8-, 16-cell and morula or blastocyst after treatment of intact and solubilized cumulus cell antibody were ranged 7.1 to 14.5, 2.9 to 5.9 and 1.5 to 2.9%, respectively, slightly lower than 18.6, 10.0 and 8.6% of cumulus intact oocytes cultured in medium without the antibody. The results of this stduy indicate that cumulus cells promote not only normal fertilization with proper pronuclear formation, but embryo development and that the beneficial effect of cumulus cell to the pronuclear formation and embryo development is blocked by the action of antibody to cumulus cell.

• 한국가축번식학회지
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• 제22권2호
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• pp.195-202
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• 1998

본 연구에서는 돼지 난자 내에 돼지, 사람, 소 및 생쥐의 정자를 미세 주입한 후 전핵형성과ㅏ 전핵의 이동을 관찰하였다. 핵과 미세소관은 정자 주입 후 간접면역 형광염색을 실시한 후 공초점주사현미경으로 관찰하였다. 돼지 난자 내에 돼지정자를 직접 주입하였을 경우 일반적인 수정과정과 동일하게 정자중편부에서 성상체가 형성되었고, 이 성상체에 의해서 웅성 및 자성 전핵의 이동(44%), 유사분열(3%) 및 2-세포기(13%)까지 정상적인 수정이 이루어지는 것을 관찰할 수가 있었다. 반면에 이종(사람, 소 및 생쥐)의 정자를 돼지난자에 직접 주입하였을 경우 단위발생시 난 활성이 유도된 난자와 같이 난자자체에서 형성된 미세소관에 의해 전핵이 이동(47, 30 및 17%)하는 것을 볼 수가 있었다. 하지만, 접합체 형성 및 2-세포기로의 분리되는 과정은 관찰할 수 없었다. 이러한 결과로 돼지 난자 내에 이종의 정자가 주입되었을 때 정자의 핵은 비록이적으로 전핵으로 발달되고 난자 중심부로 이동된다는 것을 보여주는 것인데, 이때 전핵을 움직이는 것은 정자에서 유래된 중심체에 의한 것이 아니라 난자세포질 자체의 미세소관에 의한 것으로 관찰되었다.

• 한국가축번식학회지
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• 제26권4호
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• pp.361-368
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• 2002

The onset of pronucleus formation and DNA synthesis in porcine oocytes following the injection of porcine or murine sperm was determined in order to obtain insights into species-specific paternal factors that contribute to fertilization. After 44h in vitro maturation, spermatozoa was injected into the cytoplasm of oocytes. After injection, all oocytes were transferred to NCSU23 medium and cultured at 39'E under 5% CO2 in air. Similar frequencies of oocytes with female pronuclei were observed after injection with porcine sperm or with murine sperm. In contrast, male pronuclei formed 8 to 9 h following the injection of porcine sperm, and 6 to 8 h following the injection of murine sperm. After pronucleus formation maternally derived microtubules were assembled and appeared to move both male and female pronuclei to the oocyte center. A few porcine oocytes entered metaphase 22 h after the injection of murine sperm, but normal cell division was not observed. The mean time of onset of S-phase in male pronuclei was 9.7 h following porcine sperm injection and 7.4 h following mouse sperm injection. These results suggested that DNA synthesis was delayed in both pronuclei until the sperm chromatin fully decondensed, and the sperm nuclear decondensing activity and microtubule nucleation abilities of the male centrosome are cell cycle dependent.

• 한국가축번식학회지
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• 제26권1호
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• pp.1-7
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• 2002

본 연구는 mTCM-199, mWaymouth MB 752/1 그리고 NCSU-23 성숙배지에서 성숙시킨 난포란을 mTBM 수정배지에서 액상정액의 정자를 이용하여 주입정자 농도별로 체외 수정시킴으로써 액상정액을 이용한 새로운 체외수정 방법을 개발하고자 실시하였다. 미성숙 난포란은 0.5 $m\ell$의 성숙배지에 각 well 당 30~40개씩 적하하였다. 액상정액 제조용 정액은 90% 이상의 운동성을 가진 농후정자부분을 사용하였으며 정액채취 후 2시간 동안에 22~24$^{\circ}C$의 실온까지 냉각시켰다. 실온까지 냉각한 정액은 BTS 희석액으로 2$\times$$10^{8}$ $m\ell$ 정자농도로 조정하여 100$m\ell$ 플라스틱병에 30 $m\ell$씩 주입하여 17$^{\circ}C$에서 5일 보관하였다. 5일 보관후 운동성이 70% 이상인 정자를 체외수정에 이용하였다. 38.5$^{\circ}C$, 5% $CO_2$, 95% 공기로 조절된 CO2 배양기에서 44시간 성숙 후 cumulus cell들이 제거된 성숙 난포란은 0.5 $m\ell$의 mTBM 수정배지에 30~40개씩 적하하고 최종정자농도를 1, 2, 4, 6 그리고 10$\times$$10^{6}$$m\ell$되도록하여 주입하고 6시간 동안 수정시켰다. 체외수정시킨 수정란들은 수정 후 6시간 동안 0.5$m\ell$의 NCSU-23 배양배지에서 배양한 후 정자침입율, 다정자침입율 그리고 웅성전핵 형성율을 조사하였다. mTCM-199, mWaymouth MB 752/1 그리고 NCSU­23 성숙배지에서 성숙시킨 난포란을 mTBM 수정배지에서 액상정 액으로 체외수정 한 결과 NCSU-23 성숙배지에서 성숙한 난포란이 웅성전핵형성율이 높았고 다정자침입율이 낮았다. NCSU-23 성숙배지에서 성숙한 난포란을 mTBM 수정배지에서 수정할 경우 최적정자농도는 2~4$\times$$10^{6}$$m\ell$이었으며, 정자침입율은 50.8~50.9%, 다정자침입율은 13.3~19.5% 그리고 웅성전핵형 성율은 43.9~45.4%였다. 결론적으로 NCSU-23 성숙배지에서 성숙되고 mTBM 수정배지에서 수정된 난포란은 mTCM-199이나 mWaymouth MB 752/1 성숙배지에서 성숙되고 mTBM 수정배지에서 수정된 난포란보다 우수한 체외수정 결과를 나타내었다. 17$^{\circ}C$에서 5일 동안 보존한 액상정액으로 NCSU-23 배지에서 성숙한 난포란을 체외수정하기 위한 최적정자농도는 2~4$\times$$10^{6}$$m\ell$이었다.

• 한국가축번식학회지
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• 제23권3호
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• pp.263-270
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• 1999

본 연구는 체외성숙배 양액에 L-ascorbic acid 와 selenium을 첨가 배양, 돼지 미성숙 난포란의 체외성숙, 체외수정 및 체외배발달에 미치는 영향을 검토코자 수행하였다. 배양액내 L-ascorbic acid를 0. 62.5. 100 그리고 30 $\mu$Ml 첨가 40~44시간동안 배양한 성적은 난핵포 붕괴율이 각각 86.8%, 92.9%, 91.7%, 그리고 92.6%였으며 핵성숙율은 각각 44.7%. 57.1%, 52.8%, 그리고 53.7%로 첨가구에서 유의적으로 높았다 (p＜0.05). 체외성숙배양액내 L-ascorbic acid와 selenium을 첨가 배양 후 체외 수정 유기 결과, 웅성전핵 형성율은 유의적으로 높았고 (p＜0.05) 다정자 침입율은 유의적으로 낮게 나타났으며 (p＜0.05), 체외수정 후 난할율, 상실배와 배반포배 발달율도 첨가구에서 유의적으로 높게 나타났다 (p＜0.05). 이러한 결과는 체외성숙 배양액내 L-ascorbic acid와 selenium을 첨가 배양했을 때 돼지 미성숙난포란의 체외 성숙율, 웅성 전핵 형성율 그리고 돼지 체외수정란의 배발달율을 향상 시킬 수 있으리라 사료된다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제17권2호
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• pp.164-167
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• 2004

This study was carried out to investigate in vitro fertilization and development of in vitro matured pig oocytes inseminated with the Duroc boar sperm by different sperm washing media after thawing of the 5 ml frozen straws. Immature follicular oocytes (30-40) were transferred into each well of a Nunc 4-well multidish containing $500{\mu}l$ mTCM199 maturation medium. The sperm rich portion of ejaculates was collected into a 250 ml insulated vacuum bottle and gradually cooled 22 to $24^{\circ}C$ over a 2 h period. Semen was centrifuged at 800 g for 10 min and the seminal plasma discarded. Sperm were esuspended in a lactose-egg yolk and N-acetyl-Dglucosamine (LEN) diluent to contain $1{\times}10^{9}$ sperm/ml and cooled to $5^{\circ}C$ over a 2 h period. Immediately before freezing, semen was rediluted with an equal volume of LEN+4% glycerol and packed into 5 ml straws. After thawing of the 5 ml straw, the 5 ml semen was diluted with 20 ml Beltsville thawing solution (BTS) at room temperature. Oocytes were inseminated with untreated (unwashed and nonpreincubated) or treated sperm (washed two times in BTS, mTLP-PVA and mTBM media, respectively and nonpreincubated) with $2{\times}10^{7}$ sperm concentration. Oocytes were coincubated for 6 h in $500{\mu}l$ mTBM fertilization. At 6 h after IVF, oocytes were transferred into $500{\mu}l$ NCSU-23 culture medium for further culture of 6 h. Sperm penetration, polyspermy and male pronuclear formation of oocytes at 12 h after IVF and developmental ability of oocytes at 48 h after IVF were evaluated. Sperm penetration rate, male pronuclear formation and rate of cleaved embryos were higher in the BTS, mTLP-PVA and mTBM treatments than the unwashed treatment (p<0.05). The rate of blastocysts from the cleaved oocytes (2-4 cell stage) were higher in the mTLP-PVA treatment than in the unwashed, BTS and mTBM treatments. In conclusion, we recommend the washing of frozen-thawed sperm with mTLP-PVA medium before in vitro fertilization of oocytes in mTBM medium.

• 한국수정란이식학회지
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• 제25권2호
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• pp.97-101
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• 2010

Intracytoplasmic sperm injection (ICSI) is one of the artificial fertilization methods when only a few sperm are available for insemination, and an important tool for the preservation of genetic materials of endangered animal species, especially the male is infertile. Different from other species such as mice and pigs, the conventional ICSI method which uses spiked pipette for injection (Spike-ICSI) is exhibited low success rates in cattle because the bovinesperm head membrane is hard to break during injection procedure. We chose piezo-assisted ICSI (Piezo-ICSI) for the improvement of the injection procedure including sperm head membrane rupture and efficient puncture of the plasma membrane of the oocytes. In this experiment, we compared the efficacy of the bovine ICSI embryo production between the Piezo-ICSI and Spike-ICSI. The second polar body extrusion, pronuclear formation, cleavage and blastocyst formation were evaluated after implementation of two different ICSI techniques. The Piezo-ICSI tended to show comparably higher rates of the second polar body extrusion (41.7%), the pronuclei formation (42.9%) and the two-cell cleavage (41.4%) than Spike-ICSI does (33.3%, 28.6% and 23.5%, respectively) although there is no statistic significance between two groups. In addition, the blastocysts were only obtained from the Piezo-ICSI group (10.3%). Our finding shows that the Piezo-ICSI may be used as an artificial fertilization method in cattle when in vitro fertilization is not applicable.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제24권3호
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• pp.301-309
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• 1997

본 연구에서는 체외수정, 난자내 정자 직접주입, 난자내 정자 두부 미두 주입 후의 핵과 미세소관의 변화를 관찰하였다. 핵과 미세소관의 움직임은 형광염색을 실시한 후 공초점주사현미경을 이용하여 관찰하였다. 체외수정에서 관찰된 바와 동일하게 정자를 난자에 직접주입 한 직후 정자 중편부에서 성상체가 형성되었고, 이 성상체에 의해 자성 웅성 전핵이 융합되는 것으로 관찰되었다. 그러나 난자내 정자를 직접주입하였을 경우 웅성전핵으로 발달하는 비율이 낮았다. 이는 주입된 정자가 원형질막과 perinuclear theca에 싸인 체 난자내로 들어가 난자내의 sperm nucleus decondensing factor와 정자 핵과의 반응이 억제되기 때문으로 생각된다. 정자 두부 만을 주입하였을 경우 성상체가 형성되지 않았지만 자성 웅성 전핵 사이 또는 그 주위에서 두터운 미세소관층이 관찰이 되었다. 따라서 소에 있어서는 정자의 중편부에 위치하여 microtubule organizing center (MTOC)의 역할을 하는 중심립 또는 중심체 없이도 모계에서 유래된 미세소관이 형성되어 이것이 전핵의 융합과 세포분열에 관여하는 것으로 생각된다. 정자의 미부 만을 주입하였을 경우 성상체가 형성이 되지 않았으며, 자성핵 사이에 형성된 미세소관과 떨어져서 관찰되었다. 따라서 주입된 정자의 꼬리는 미세소관형성과 관련이 없는 것으로 생각된다. 이러한 결과는 소에 있어서, 수정 시 정자로부터 유래되는 중심립 또는 중심체가 없이도 미세소관을 형성하여 미세소관에 의해 이후의 배발달이 정상적으로 일어남을 보여주고 있다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제4권1호
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• pp.7-12
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• 2000

수정에 의한 배 발생은 정자가 난자 내로 침입하여 정자와 난자의 반수체 핵질이 융합되고 이어 유사분열로 이어지는 과정에서 시작된다. 하지만 수정 및 초기 배 발생 동안 자웅 핵질과 난 세포질 구성 요소 상호간의 작용기전에 관해서는 명확히 알려져 있지 않은 부분이 많다. 수정보조기법인 세포질 내 정자 직접 주입법의 개발은 남성불임치료에 혁신적인 기술로 자리잡고 있을 뿐만 아니라 포유동물의 수정과정을 이해하는데 많은 도움을 주고 있다. 핵치환에 의한 복제동물 생산기법도 분화된 핵이 난 세포질 내에서 재 분화 (reprogramming)하여 발생하는 유일한 과정으로 세포질 구성요소들의 상호작용과 발생 조절 기능을 이해하는데 도움을 준다. 최근 몇 년간 돼지 난자 세포질에 정자 및 원형정자 직접주입, 세포질 이식, 세포질 융합 및 핵치환 한 후 난자의 발생과정을 간접 면역형광 분석법과 주사 전자현미경으로 조사하였다. 이러한 연구를 통해 체외수정, 세포질 이식 및 정자직접 주입법 등과 같은 임상치료기술 과 핵치환에 의한 복제동물생산 기법의 개선에 필요한 기초자료를 얻을 수 있었고, 포유동물 난자의 후생적 발생과정 (epigenesis)에 관해 공부할 수 있었다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제47권3호
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• pp.363-370
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• 2005

Experiments were conducted to determine the effects of beta-mercaptoethanol ($\beta$-ME) supplements to the in vitro maturation (IVM) medium on in vitro fertilization (IVF) and intracellular glutathione (GSH) concentration. Porcine cumulus-intact oocytes were matured in TCM-I99 medium containing porcine follicular fluid, sodium pyruvate, D-glucose, FBS, hormonal supplements, and $\beta$-ME (0, 25, 50 and 100 ${\mu}$M) for 36 to 46h. After culture, cumulus-free matured oocytes were co-incubated with epididymal spermatozoa for 18h. There were no significant differences in the maturation rate among treatment groups. However, increases (P < 0.05) in intracellular GSH concentration before and after. fertilization were observed in 50 ${\mu}$M $\beta$-ME supplements to the IVM medium. Also, increases (P < 0.05) in male pronuclear formation after IVF were observed in same treatment group. In conclusion, supplementing $\beta$-ME into the IVM medium increased intracellular GSH concentrations and increased fertilization in vitro.