• 한국수정란이식학회지
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• 제17권3호
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• pp.239-249
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• 2002

Embryos derived from pig oocytes matured in mSOF are able to develop to blastocysts after IVF. Experiment 1 evaluated the effects of two maturation media (TCM-199 vs mSOF) on maturation rate, fertilization parameters, including penetration, polyspermy, male pronuclear formation, and the mean number of sperm penetrated per oocyte. Experiment 2 and Experiments 3 examined the effects of two maturation media on zona pellucida solubility and cortical granule distribution by transmissible electron microscopy, respectively. Experiment 4 assessed the effects of two maturation media on the in vitro embryo cleavage rate and development to blastocyst. Lastly, experiment 5 examined the cell number of blastocyst. An effect of media (P<0.05) was detected for mSOF on the mean number of sperm per oocyte. In TCM group, zona digestion time (196.5$\pm$15.5 vs 131.6$\pm$20.1 before IVF, 397.5$\pm$30.3s vs 185.3$\pm$16.4s after IVF, p<0.05) was higher in TCM-199 group. No significant effects of media was observed on cortical granule distribution between two groups by TEM. An effect (P<0.05) was observed on embryo development to blastocyst (16% vs 8%) but not on cleavage rates. No significant effects of media was observed on total cell number of blastocyst. We found that the high mean number of sperm penetrated per oocyte and the weaker zona pellucida on the basis of the digestion time was shown in pig oocytes matured in mSOF, however, porcine oocyte maturation with supplemented synthetic oviduct fluid medium (mSOF) resulted in blastocyst cell numbers comparable to those observed with Tissue Culture Medium 199.

• 한국가축번식학회지
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• 제24권2호
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• pp.143-154
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• 2000

본 연구는 생식보조기법을 시행한 불임환자로부터 얻은 난자를 일반적인 수정법과 세포질내 정자직접주입법으로 수정을 유도한 다음 정상수정에 실패한 난자에 대한 미세소관과 염색체의 형태학적 차이를 laser scanning confocal microscope를 이용하여 비교분석하고자 실시하였다. 일반적 수정법 혹은 세포질내 정자직접주입법 실시 후 18시간째에 해부현미경 하에서 난자를 관찰하였을 때 전핵형성에 실패한 미수정란, 한 개의 전핵 또는 3개이상의 전핵의 형성이 관찰된 이상수정란으로 구분하여 연구를 실시하였다. 미세소관의 관찰을 위해서 (-tubulin antibody를 반응시킨 후 형광물질이 부착된 2차항체와 반응시킨 후 관찰하였으며 염색체의 관찰을 위해서는 propidium iodide로 염색한 다음 confocal microscope 하에서 관찰하였다. 연구결과 대부분의 난자는 수정과정중에 있었으나 일부의 난자에서는 특정단계에서 정지되어 있는 것이 관찰되었다. 즉, 감수분열 중기에서 정자의 침입이 이루어지지 않은 경우, 정자의 침입은 이루어졌으나 sperm aster 형성이 불완전한 경우, 웅성 및 자성전핵의 형성에 실패한 경우 및 전핵의 위치가 불완전한 경우 등이 관찰되었고 이들 난자의 경우 높은 비율로 미세소관과 염색체의 이상이 관찰되었다. 이상의 연구결과로 미루어 볼 때 생식보조기법의 시술과정에서 채취되는 난자의 수정실패의 원인은 세포골격기관 특히 미세소관의 이상과 염색체의 이상에 기인되는 것으로 사료되면 이러한 세포골격 구성물질의 이상에 대해서는 추후에 세포조직학적 또는 분자생물학적 분석이 필요하다고 하겠다.

• 한국가축번식학회지
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• 제22권4호
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• pp.395-403
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• 1998

본 연구에서는 돼지난자내 원형정자 주입후 수정율과 체외 배 발달을 조사하였다. 원형정자 주입 2시간 전에 인위적 전기자극을 주고 원형정자를 주입했을 때 난자들의 수정율이 주입 직후에 전기자극을 준 것들과 전기 자극을 주지 않은 것들보다 수정율이 높았다. 원형정자와 원형 정자핵을 각각 주입 한 후 전핵 형성율과 전핵 이동율을 조사하였으나 유의차를 발견할 수 없었다. 전핵의 형성과 이동중 미세소관의 움직임을 간접형광면역법 및 공춧점 현미경을 사용하여 조사해본 결과, 난활성 직후 난자의 표층에서 미세소관이 발생해서 이것에 의해 웅성 및 자성전핵이 난자 중심부로 이전됨을 볼 수 있었다. 원형정자와 원형정자핵 주입후 배양 6일째에 각각 25% 와 27%의 배반포로 형성되었고, 8 일째 형성된 배반포를 염색하여 관찰한 철과 세포수가 각각 평균 87에서 99개가 형성되었음을 알 수 있었다. 이러한 결과는 체외 성숙된 돼지 난자 내에 원형정자 혹은 원형정자 핵을 미세 주입하는 방법에 의해 정상척인 배발달을 하는 돼지 수정란 생산이 가능한 것을 보여주는 것이다.

• 한국가축번식학회지
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• 제26권1호
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• pp.17-23
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• 2002

본 연구는 지금까지 돼지 난포란 성숙을 위해서 많이 사용하고 있는 mTCM-199, mWaymouth MB 752/1 그리고 NCSU-23 성숙배지를 비교하고 액상정액을 이용한 체외수정 방법을 개발하고자 실시하였다. 미성숙 난포란은 0.5 $m\ell$의 성숙배지에 각 well 당 30~40개씩 적하하였고, 38.5$^{\circ}C$, 5% CO2, 95% 공기로 조절된 CO2 배양기에서 44시간 성숙 시켰다. 미성숙 난포란을 mTCM-199, mWaymouth MB 752/l 그리고 NCSU-23 성숙배지에서 44시간 배양한 결과 CVBD 발생율은 각각 95.6, 94.1 그리고 94.9%였으며, MH단계까지의 성숙율은 각각 92.5, 90.1 그리고 91.1%였다. 성숙배지별, GVBD 발생율과 MH까지의 성숙율간에 유의성은 인정되지 않았다. 액상정액의 제조용 정액은 90% 이상의 운동성을 가진 농후정자부분을 사용하였으며 정액 채취 후 2시간 동안에 22~24$^{\circ}C$의 실온까지 냉각시켰다.실온까지 냉각한 정액은 BTS 희석액으로 2$\times$$10^{8}$ $m\ell$ 정자농도로 조정하여 100 $m\ell$ 플라스틱병에 30 $m\ell$씩 주입하여 17$^{\circ}C$에서 5일간 보관하였다. 5일 보관 후 운동성이 70% 이상인 정자를 체외수정에 이용하였다. 성숙 후 cumulus cell들이 제거된 성숙난포란은 0.5 $m\ell$의 mTCM-199 또는mTBM 수정배지에 30~40개씩 적하하고, 최종정자농도를 2$\times$$10^{6}$$m\ell$되도록하여 6시간 동안 수정시켰다. 체외수정시킨 수정란들은 0.5 $m\ell$의 NCSU-23 배양배지에서 수정 후 6시간 배양하여 정자침입율, 다정자침입율 그리고 웅성전핵형성율을 조사하였고, 수정 후 45시간 배양하여 난할율을 조사하였다. NC-SU-23 성숙배지와 mTBM 수정배지를 이용하였을때 웅성전핵형성율이 48.0%로써 mTCM-199 성숙배지와 수정배지 또는 mWaymouth MB 752/1 성숙배지와 mTCM-199 수정배지를 이용하였을 때보다 웅성 전핵 형성율이 높았다. 2~4세포기까지의 난할율은 mTCM-199 성숙, 수정 및 배양배지에서 24.1%, mWaymouth 752/1 성숙배지, mTCM-199 수정 및 배양배지에서 43.6%, 그리고 NCSU-23 성숙배지, mTBM 수정배지 및 WCSU-23 배양배지를 이용한 것이 71.2%였다. 이상의 결과를 종합하면 BTS 희석액으로 17$^{\circ}C$에서 5일 보존한 액상정액으로 체외수정이 가능함을 입증하였고, NCSU-23 성숙배지, mTBM 수정배지 및 NCSU-223 배지가 미성숙 난포란의 성숙, 수정 및 배양에 우수한 배지임을 입증하였다.

• 한국수정란이식학회지
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• 제22권1호
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• pp.1-7
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• 2007

본 연구는 체외 성숙된 난자와 동결 융해 정자를 이용한 돼지의 체외 수정 과정에서 난구 세포의 존재가 정자 침투율, 웅성전핵 형성률 그리고 후기배로의 체외 발육에 미치는 영향을 알아보기 위하여 수행되었다. 돼지 난소로부터 난자-난구세포 복합체를 채취하여 eCG/hCG, 10% 돼지 난포액, epidermal growth factor 등이 첨가된 TCM 199 배양액에서 44시간 배양하여 체외 성숙을 유도하였다. 성숙 배양 후 난구 세포를 제거한 난자와 난구 세포가 부착되어 있는 난자를 돼지 동결 융해정액을 이용하여 5mM caffeine과 10mM calcium chloride를 함유한 mTBM배양액에서 8시간 체외 수정하였다. 체외 수정 후 난자를 고정, 염색하여 정자 침투율과 웅성전핵 형성률을 조사하였고(실험 $1{\sim}3$) 일부 수정란을 North Carolina State University-23 배양액에서 체외 수정 후 156시간 배양하여 후기배로의 발육능을 검토하였다(실험 3). 실험 1에서는 정자 농도를 $7.5{\times}10^5/ml$로 조정하여 나화 난자와 난구 세포 부착난자에서 정자 침투율 및 웅성전핵 형성률을 조사하였다. 실험 2에서는 난구 세포 부착 난자의 체외 수정에 적합한 정자 농도를 구하기 위해 2, 3, 4, 및 $5{\times}10^6/ml$의 농도로 난자를 수정한 후 정자 침투율 및 웅성전핵 형성률을 조사하였다. 실험 3에서는 나화 난자 및 난구 세포 부착 난자를 각각 $7.5{\times}10^5/ml$의 정자 농도로 체외 수정한 후 후기배로의 발육률을 조사하였다. 실험 1의 결과 정자 침투율은 나화 난자에 비해 난구 세포 부착 난자에서 유의적으로 감소되었다(35.2% vs. 77.4%; p<0.01). 실험 2에서 다양한 정자 농도에 의한 정자 침투율과 정상 수정률을 바탕으로 판단했을 때 $4.6{\times}10^6/ml$의 정자 농도가 다른 정자 농도에 비해 난구 세포부착 난자의 체외 수정에 적합한 것으로 나타났다. 체외 수정과정에서 난구 세포 부착된 상태로 수정된 난자는 나화 난자에 비해 유의적으로(p<0.05) 높은 분할률(48.8% vs. 58.9%), 배반포 형성률(11.0% vs. 22.8%)과 배반포 세포수$(22{\pm}2\;vs.\;29{\pm}2)$를 나타내었다. 본 연구의 결과로부터 돼지의 체외 수정과정에서 난구 세포의 존재는 정자 침투를 저해하지만 분할률, 배반포 형성률 및 배반포의 세포수를 증가시키는 것으로 사료된다.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제26권2호
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• pp.193-201
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• 1999

본 연구에서는 소 난자 세포질내 원형정자 및 원형정자 핵을 미세주입 후 수정과정과 체외 배 발달을 조사하였다. 원형정자 주입 3시간 전에 인위적 자극을 주고 원형정자를 주입했을 때 난자들의 수정률이 주입 직후에 자극을 준 것들과 자극을 주지 않은 것들 보다 높았다. 원형정자 주입과 원형 정자핵을 주입한 후 전핵 형성률과 전핵 이동률을 조사하였으나 유의차를 발견할 수 없었다. 전핵의 형성과 이동중에 미세소관의 움직임을 간접형광면역법 및 공촛점 현미경을 사용하여 조사해 본 결과, 난활성 직후 난자의 표층에서 미세소관이 발생해서 이것에 의해 웅성 및 자성전핵이 난자 중심부로 이전됨을 볼 수 있었다. 수정 후 원형정자의 세포질내 Mitochondria의 분포상태를 알아보기 위해 MitoTracker에 노출시킨 원형정자를 주입한 후 형광현미경에서 관찰해 보았다. 그 결과 원형정자의 Mitochondria가 주입 후 4-cell 이 전까지 는 관찰되었으나 그 이 후에는 발견 할 수 없었다. 원형정자를 미세주입한 후 소 난자를 체외에서 배양했을 때 2.5%의 난자가 배반포로 발달하였다. 이상의 결과는 체외 배양한 소 난자 내에 원형정자 혹은 원형정자 핵을 미세 주입하여 정상적인 수정과 배발달이 가능한 것을 보여 주는 것이다.

• 한국동물번식학회:학술대회논문집
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• 한국동물번식학회 2003년도 학술발표대회 발표논문초록집
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• pp.63-63
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• 2003

This study was carried out to investigate the effects of liquid boar sperm stored at 4$^{\circ}C$ on sperm motility, normal acrosome, and in-vitro fertilization and culture of pig oocytes matured in-vitro. The sperm-rich fraction (30~60 ml) of ejaculate was collected into an insulated vacuum bottle. Semen was slowly cooled to room temperature (20~23$^{\circ}C$) by 2 h after collection. Semen was transferred into 15 ml tubes, centrifuged at room temperature for 10 min at 800$\times$g, and the supernatant solution was poured off. The concentrated sperm was resuspended with 5 ml of lactose, egg yolk and N-acetyl-D-glucosamine (LEN) diluent to provide 1.0$\times$10$^{9}$ sperm/ml at room temperature. The resuspended semen was cooled in a refrigerator to 4$^{\circ}C$ and preserved for 5 days to examine sperm motility and normal acrosome. The medium used for oocyte maturation was modified tissue culture medium (TCM) 199. After about 22 h of culture, oocytes were cultured without cysteamine and hormones for 22 h at 38.5$^{\circ}C$, 5% $CO_2$ in air. Oocytes were inseminated with liquid boar sperm stored at 4$^{\circ}C$ for 2 days after collection. Oocytes were coincubated for 6 h in 500 ${mu}ell$ mTBM fertilization media with 0.2, 1, 5 and 10$\times$10$^{6}$ /ml sperm concentration, respectively. At 6 h after IVF, oocytes were transferred into 500 ${mu}ell$ Hepes-buffered NCSU-23 culture medium for further culture of 6, 48 and 144 h. There were significant differences in sperm motility and normal acrosome among preservation days and incubation times, respectively. The rates of sperm penetration and polyspermy were higher in 5 and 10$\times$10$^{6}$ sperm/ml than in 0.2 and 1$\times$10$^{6}$ sperm/ml. Male pronuclear formation was lower in 0.2$\times$10$^{6}$ sperm/ml than in 1, 5 and 10$\times$10$^{6}$ sperm/ml. Mean numbers of sperm in penetrated oocyte were highest in 10$\times$10$^{6}$ sperm/ml compared with other sperm concentrations. The rate of blastocysts from the cleaved oocytes (2~4 cell stage) was highest in 1$\times$10$^{6}$ sperm/ml compared with other sperm concentrations. In conclusion, we found out that liquid boar sperm stored at 4$^{\circ}C$ could be used for in-vitro fertilization of pig oocytes matured in-vitro. Also, we recommend 1$\times$10$^{6}$ ml sperm concentration for in-vitro fertilization of pig oocytes.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제44권6호
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• pp.701-710
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• 2002

본 연구는 소 난자의 초자화 동결 방법을 설정하기 위하여 체외성숙 소 난자에서 난구세포가 부착된 상태 또는 제거한 상태로 microdrop (MD) 방법과 straw (Straw) 방법을 이용하여 초자화 동결하여 생존율을 검사하였다. 동결 융해난자는 a) 단위발생을 유도하였고 b) 체외수정 후 전핵 형성을 관찰하였으며 c)체외수정 후 수정란 발달을 검사하였다. 초자화 동결 난자의 생존율은 MD 방법을 이용하였을 때가 Straw를 이용하였을 때 보다 높았다 (92.50 vs. 74.19%, p<0.05). MD 방법을 이용하였을 때 대부분의 난자가 생존을 하였다. 단위발생을 유도하였을 때 난할율과 배반포 발달율은 MD (45.05%, 10.81%, p<0.05)가 Straw 방법 보다 높았다 (27.17%, 6.52%, p<0.05). 난구세포의 부착 유무에 따라 동결 융해 후 체외수정 하여 자웅 전핵 형성을 각각 검사하였다. 난구세포 제거 난자에서는 MD와 Straw 방법으로 동결 융해하였을 때 차이가 없었다(80.36% vs. 67.31 %, p<0.05). 정상 수정율 (2PN)에서는 세 처리간에 차이가 없었다 (Fresh; 54.55% vs. MD; 42.22% vs. Straw; 37.14%, p>0.05). 그러나 미수정란 (<1PN)은 Fresh 난자가 동결융해 난자보다 유의적으로 낮았다 (Fresh; 32.47% vs. MD; 57.78% and Straw 62.86%, p<0.05). 다정자 침입은 (3PN) 신선란 (12,99%)에서 발생하였으나 동결 융해 난자에서는 발생하지 않았다. 난구세포가 제거된 난자에서, 정상 수정율 (2PN)은 Fresh와 동결 융해 난자간에 유의적인 차이를 보였다 (Fresh; 59.38% vs. MD; 17.31% and Straw; 30.43%, p<0.05). 또한 미수정율 (<1PN)에 있어서도 신선란과 동결 융해난은 유의적인 차이를 보였다 (Fresh; 23.44% vs. MD; 73.08% and Straw 58.70%, p<0.05). 다정자 침입 (3PN, >4PN)은 신선란과 동결 융해란 모두에서 나타났다. 체외수정 후, 난구세포가 부착된 난자의 2세포기 발달율은 신선란에 비하여 MD 또는 Straw 처리구에서 유의적으로 낮았다 (Fresh; 81.76% vs. MD; 22.22% and Straw; 11.36%, p<0.05). 동결융해난자는 배반포 발달율에 있어서도 신선란에 비하여 유의적으로 낮았다 (Fresh; 28.38 vs. MD; 1.71% and Straw 0%, p<0.05). 난구세포가 제거된 난자에서 2세포기 발달율은 신선란과 MD에서 차이가 없었다 (27.59% vs. 19.25%, p<0.05), 그러나 배반포 발달율에 있어서는 신선란이 MD 또는 Straw 처리구보다 유의적으로 높았다 (4.31% vs. 0.62% and 0%, respectively; p<0.05). 이상의 결과에서, 초자화 동결융해한 소 난자는 체외수정 후 배반포로 발달이 가능함을 나타내주고 있다.

• 한국가축번식학회지
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• 제27권3호
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• pp.215-223
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• 2003

본 연구는 체외성숙된 돼지난포란을 액상정액으로 수정시 수정시간과 배양배지가 난포란의 발달에 미치는 영향을 조사하기 위하여 실시하였다. 정자농후정액 (30∼60 ml)을 채취하여 실온에서 2시간 정도 서서히 냉각시킨 후, 정액을 15 ml 튜브에 담아 800${\times}$g로 10분간 원심분리하였다. 상층액은 버리고 하부의 정자는 5 ml LEN 희석액으로 1${\times}$$10^{9}$ 전자/ml가 되도록 재희석하였다. 희석된 정액은 4$^{\circ}C$ 냉장고에 보존하였다. 미성숙 난모세포의 성숙에 사용된 배지는 26.19 mM sodium bicarbonate, 0.9 mM sodium pyruvate, 10 $\mu\textrm{g}$/ml insulin, 2 $\mu\textrm{g}$/ml vitamin B$_{12}$ , 25 mM HEPES, 10 $\mu\textrm{g}$/ml bovine apotransferrin, 150 $\mu$M cysteamine, 10 IU/ml PMSG, 10 IU/ml PMSG, 10 IU/ml EGF, 0.4% BSA, 75 $\mu\textrm{g}$/ml sodium penicillin G, 50 $\mu\textrm{g}$/ml streptomycin sulfate그리고 10% pFF를 첨가한 TCM-199 배지였다. 22시간 성숙 배양한 후 난모세포는 cysteamine과 hormone들을 배제한 후 38.5$^{\circ}C$, 5% $CO_2$ incubator에서 22시간 더 성숙시켰다. 성숙된 난모세포는 채취 후 2일간 4$^{\circ}C$에 보존된 액상정액으로 수정되었다. 난모세포는 500 $\mu$l mTBM 수정 배지에서 1${\times}$$10^{6}$ 정자/ml의 농도로 1, 3, 6 그리고 9시간 동안 수정시켰다. 그 후 난모세포는 500 $\mu$l NCSU-23, Hopes buffered NCSU-23, PZM-3 그리고 PZM-4 배양배지에 옮겨서 6, 48 그리고 144시간을 더 배양하였다. 정자침투율, 웅성전핵형성율 그리고 난모세포의 난할율은 6 및 9시간 수정시간에서 1 및 3시간 수정시간 보다 높았다. 6시간 수정시 배반포형성율 (33.6%)은 1, 3 그리고 9시간 수정시 배반포형성율 (11.4, 23.0 그리고 29.6%) 보다 높았다. 배반포의 평균세포수는 6, 9, 3 그리고 1시간 수정시 각각 32.9, 27.6, 26.3 그리고 24.4개 였다. 분할된 난모세포의 배반포형성율 그리고 배반포의 평균세포수는 NCSU-23, PZM-3 그리고 PZM-4 배양배지보다 HEPES buffered NCSU-23 배양배지가 우수하였다. 결론적으로 4$^{\circ}C$ 보존 돼지액상정액은 체외성숙된 돼지 난모세포의 체외수정에 사용될 수 있음이 입증되었다. 또한 체외성숙된 돼지 난모세포는 500 $\mu$l mTBM 수정배지에서 1${\times}$$10^{6}$ 정자/ml로 6시간 공배양시키는 것이 바람직하며, HEPES buffered NCSU-23 배양배지에서 배양하는 것이 좋다는 결과를 얻었다.