• 한국가축번식학회지
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• 제22권2호
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• pp.171-176
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• 1998

본 연구는 체외에서 배양된 생쥐 완전탈출 배반포기배를 동결보존액 EFS35를 이용하여 초자화 동결하였을 때 체내발달의 적합성 여부를 조사하기 위해 실시하였다. 공시된 완전탈출 배반포기배($\theta$ 130$\mu\textrm{m}$)는 체내에서 생산된 전핵기 수정란을 5일 동안 체외배양하여 얻었으며, 10% ethylene glycol(EG)에 5분 노출한 후 EFS35(35% EG, 18% Ficoll, 0.3 M sucrose)에 30초 동안 노출하거나, 초자화 동결하였다. 융해 후, 재팽창이 이루어진 완전탈출 배반포기배는 가임신 3일된 대리모의 한쪽 또는 양쪽 자궁각(4~6개/자궁각)에 이식하였다. 대리모의 임신율과 착상율은 임신 15일재 외과적 해부로 판정하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 융해 30분 후, 완전탈출 배반포기배의 체외생존율은 노출군(65.5%)과 동결군(54.5%)간에 유의한 차이는 없었다. 또한, 체내발달율을 조사하였던 바, 착상율에 있어서 동결군(41.0%)과 대조군(58.5%)간에 유의한 차는 없었지만, 정상산자율에서는 동결군(24.0%)의 결과가 대조군(58.3%)보다 유의하게 낮게 나타났다(p<0.05). 이러한 결과는 EFS35를 이용한 완전탈출 배반포기배의 초자화 동결은 정상산자율은 감소하였지만, 완전탈출 배반포기배의 이용 효율성을 넓히는데 이용될 수 있다는 것을 알 수 있었다.

• Animal Bioscience
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• 제37권6호
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• pp.1021-1030
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• 2024

Objective: R-loops are DNA:RNA triplex hybrids, and their metabolism is tightly regulated by transcriptional regulation, DNA damage response, and chromatin structure dynamics. R-loop homeostasis is dynamically regulated and closely associated with gene transcription in mouse zygotes. However, the factors responsible for regulating these dynamic changes in the R-loops of fertilized mouse eggs have not yet been investigated. This study examined the functions of candidate factors that interact with R-loops during zygotic gene activation. Methods: In this study, we used publicly available next-generation sequencing datasets, including low-input ribosome profiling analysis and polymerase II chromatin immunoprecipitation-sequencing (ChIP-seq), to identify potential regulators of R-loop dynamics in zygotes. These datasets were downloaded, reanalyzed, and compared with mass spectrometry data to identify candidate factors involved in regulating R-loop dynamics. To validate the functions of these candidate factors, we treated mouse zygotes with chemical inhibitors using in vitro fertilization. Immunofluorescence with an anti-R-loop antibody was then performed to quantify changes in R-loop metabolism. Results: We identified DEAD-box-5 (DDX5) and histone deacetylase-2 (HDAC2) as candidates that potentially regulate R-loop metabolism in oocytes, zygotes and two-cell embryos based on change of their gene translation. Our analysis revealed that the DDX5 inhibition of activity led to decreased R-loop accumulation in pronuclei, indicating its involvement in regulating R-loop dynamics. However, the inhibition of histone deacetylase-2 activity did not significantly affect R-loop levels in pronuclei. Conclusion: These findings suggest that dynamic changes in R-loops during mouse zygote development are likely regulated by RNA helicases, particularly DDX5, in conjunction with transcriptional processes. Our study provides compelling evidence for the involvement of these factors in regulating R-loop dynamics during early embryonic development.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제12권1호
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• pp.77-86
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• 2008

본 연구에서는 LIF의 첨가가 분리된 할구 유래의 생쥐 배아줄기세포 확립에 미치는 영향을 살펴보았다. 과배란 유도된 BDF1 생쥐로부터 2-세포기의 배아를 회수하여 각기 LIF가 첨가되지 않은 배양액과 1,000, 2,500, 5,000 U/mL의 LIF가 첨가된 배양액에서 포배기 배아까지 배양하였다. 배양된 포배기 배아는 차별화 염색 방법을 이용하여 내세포괴와 영양외배엽의 수를 계수하였다. 2,500 U/mL의 LIF 첨가 시 대조군($21.0{\pm}4.0$ vs. $15.9{\pm}5.0$, P<0.01)과 1,000 U/mL의 LIF를 처리한 군($21.0{\pm}4.0$ vs. $16.6{\pm}4.9$, P<0.05)에 비해서 내세포괴의 수가 유의하게(P<0.05) 증가하였다. 배아줄기세포주 확립 배양액으로는 FBS 대신 20% KSR과 0.01 mg/mL의 ACTH를 사용하였다. 2,500 U/mL의 LIF를 첨가 시 배아줄기세포 확립 효율이 36.7%(11/30)로 가장 높은 효율을 나타내었다. 이러한 배양 조건을 기본으로 하여 2-와 4-세포기 배아의 단일 할구를 분리하여 각기 21.4%(3/14)와 4.0%(1/20)의 효율로 단일 할구 배아줄기세포주를 확립할 수 있었다. 단일 할구로부터 확립된 배아줄기세포주와 이들에서 분화된 배아체는 세포면역학적 염색 방법과 RT-PCR 방법을 통해 그들의 미분화 특성과 삼배엽성 분화 특성을 확인할 수 있었다. 결론적으로 배양액에 LIF를 첨가하여 포배기 배아의 내세포괴 수를 증가시킬 수 있었으며, 분리된 할구의 배아줄기세포주 확립 효율을 향상시킬 수 있었다.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제26권2호
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• pp.137-148
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• 1999

Purpose of the present study was to find the optimal ovulation induction medicine for the maturation and development of immature oocytes and culture media for 2-cell embryos in the mouse model. ICR female mouse aged 6 to 8 weeks, were stimulated with 5 IU PMSG injection. At 47 to 50 hour post-PMSG injection, ovaries were dissected out and oocytes-cumulus complexes were punctured. The oocyte-cumulus complexes were cultured in media containing various ovulation induction medicine, CC, HMG and Metrodin for 18 hours. Female ICR mice were stimulated with 5 IU PMSG and 48 hours later were injected 5 IU of hCG, then female and male mice were mated. At 48 hour post-hCG injection, oviducts were dissected out and 2-cell embryos were flushed. The 2-cell embryos were cultured in various media, Ham's F-10 media of milli-Q water $(3^{\circ})$, Ham's F-10 media of HPLC (high performance liquid chromatography, Baxter) water, Medicult media, HTF (human tubal fluid) media for 96 hours. The results were as follows. 1. When the oocytes-cumulus complexes were cultured in $10^{-9}{\mu}g/ml{\sim}10^{-8}{\mu}g/ml$ of CC, those were suppressed in meiotic maturation $(28.2{\sim}33.7%)$. Whereas the oocytes-cumulus complexes were cultured in $10^{-7}{\mu}g/ml{\sim}10^{-4}{\mu}g/ml$, these were not effected in meiotic maturation $(54.5{\sim}72.7%)$. 2. When the oocytes-cumulus complexes were cultured in $10^{-4}{\mu}g/ml{\sim}10^{-1}{\mu}g/ml$ of Metrodin, those were suppressed in meiotic maturation $(35.7{\sim}41.5%)$. Meanwhile the oocytes-cumulus complexes were cultured in $10^{-7}{\mu}g/ml{\sim}10^{-5}{\mu}g/ml$, those were not effected in meiotic maturation $(54.2{\sim}70.3%)$. 3. When the oocytes-cumulus complexes were cultured in $10^{-5}{\mu}g/ml{\sim}10^{-4}{\mu}g/ml$ of HMG, those were suppressed in meiotic maturation $(48.2{\sim}50.4%)$. As being cultured in $10^{-7}{\mu}g/ml{\sim}10^{-6}{\mu}g/ml$, increased in meiotic maturation $(75.8{\sim}80.7%)$. 4. When the 2-cell embryos were cultured in Ham's F-10 media of milli-Q water $(3^{\circ})$, Ham's F-10 media of HPLC (high performance liquid chromatograpy, Baxter) water, Medicult media, HTF (human tubal fluid) media, developmental rates to blastocyst and hatching for 96 hour were 50.0%, 45.2%, 71.5% and 95.6%, respectively.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제10권2호
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• pp.105-113
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• 2006

세포의 대사과정에서 생성되는 활성산소종(reactive oxygen species : ROS)은 세포의 성숙과 발생 과정을 저해하며, 인간의 생식 수관에서 불임의 원인이 된다. 많은 세포생물학적 연구를 통해 ROS에 대한 세포 내의 보호 기작이 밝혀지고 있다. Activating transcription factor 4(ATF4)는 세포 내에서 산화적 스트레스를 비롯한 여러 스트레스 요인으로부터 세포를 보호하는 기작에 관여하는 중요한 인자로서, 스트레스에 의한 세포 사멸을 유도하는 유전자의 활성화와 관련이 있다고 알려져 있다. 본 연구에서는 착상 전 초기 배아의 발생 단계에서 ROS에 의한 산화적 스트레스가 배아의 발생에 영향을 준다는 보고와 관련하여 생쥐 초기배아에 산화적 스트레스 요인인 $H_2O_2$(hydrogen peroxide)를 처리한 후 ATF4 유전자의 발현 변화를 추적하였으며, ROS 방어에 관여하는 SOD1 유전자와 apoptosis 유전자인 Bax의 발현 양상을 함께 비교하였다. 또한 면역형광염색법을 이용하여 착상전 초기배아의 ATF4 단백질 발현 부위를 조사하였다. $H_2O_2$를 0.1 mM 농도로 처리한 2-세포기 배아에서는 처리 8시간 후인 4-세포기 단계부터 발생율이 감소하기 시작하였으며, 0.5 mM과 1.0 mM 농도에서는 배아의 발생이 진행되지 않았다. RT-PCR결과 SOD1 유전자의 발현은 $H_2O_2$를 처리한 모든 그룹에서 처리 1시간째인 2-세포기 배아단계에서 대조군보다 증가하였으며, ATF4 유전자 역시 2-세포기 배아단계에서 발현이 증가하였다. Bax 유전자도 통일한 시기에 발현이 증가하였다. ATF4 단백질의 배아 세포 내 발현부위는 스트레스 방어 기작이 주로 일어나는 세포질에서 많이 발현이 되었으며 포배기 배아에서는 내세포괴(inner cell mass)부위 보다는 영양외배엽(trophectoderm)에서 발현됨을 확인하였다. 2-세포기 배아에서 ATF4 immunoreactivity는 모든 $H_2O_2$농도 처리군에서 대조군보다 증가하였다. 이상의 결과에서, 착상 전 초기 배아에서 ROS에 의해 ATF4 발현이 유도됨을 확인하였다. 따라서 산화적 스트레스에 대해 배아를 보호하기 위한 방어 기작에 ATF4가 관여하는 것으로 사료되며, 세포 사멸 유전자의 발현과도 밀접한 관련이 있는 것으로 사료된다.

• 한국가축번식학회지
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• 제24권3호
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• pp.289-297
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• 2000

본 연구는 체외성숙, 수정된 돼지 수정란의 체외발달에 다양한 단백질 공급원의 첨가 및 공배양이 미치는 영향을 조사하기 위해서 수행하였다 본 실험에서 얻은 결과들을 하면 다음과 같다. 1. 체외성숙, 수정된 돼지 수정란을 BSA의 농도가 각각 0.4, 0.8 및 3.2% 첨가된 NCSU 23 배양액 내에서 체외배양하였을 때, 배반포 단계까지의 발달율은 각각 22.9, 18.4 및 14.6%로서 BSA의 농도가 높을수록 체외발달율은 감소하는 경향을 나타내었다. 높은 농도의 BSA(3.2%)에서 발달한 배반포의 평균 세포수(36.1$\pm$11.8)는 0.4 및 0.8% BSA 그룹의 평균 세포수 (각자 53.2$\pm$27.4, 61.2$\pm$22.5)보다 유의적으로 적은 수를 나타내었다 (P<0.05). 이러한 결과는 높은 농도의 BSA가 돼지 체외수정란의 체외발달을 저해한다는 것을 시사하였다. 2. FBS의 농도가 10% 및 20%로 첨가된 배양액에서 배양된 돼지 체외 수정란의 체외발달율과 평균 세포수는 차이가 없었다. 3. 생쥐나 돼지 태아섬유아세포와의 공배양은 돼지 체외수정란의 체외발달에 오히려 부정적 효과를 나타내었다. 본 연구 결과는 돼지 수정란의 체외배양에 있어서 단백질 공급원인 BSA나 FBS의 첨가 농도에 따라서는 수정란의 발달 및 질적 향상을 도모할 수 없었으며, 섬유아세포와의 공배양도 돼지 체외수정란의 발달에 부정적 효과가 있다는 것을 제시하였다.

• 한국가축번식학회지
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• 제23권1호
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• pp.85-92
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• 1999

본 연구는 동결동결보호제의 종류와 배발달단계가 생쥐의 OPP vitrification 동결방법에 미치는 영향을 알아보고자 실시하였다. 동결속도, 동결보호제 및 배발달단계는 vitrification 방법에 따른 수정란의 생존성에 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에 사용된 동결보존액은 40% (v/v) ethylene glycol, 18% (w/v) Ficoll, 0.3 M sucrose와 5% FCS가 첨가된 D-PBS (EFS) 및 16.5% ethylene glycol, 16.5% dimethyl sulfoxide, 0.5 M sucrose 와 5% D-PBS (EDS)을 이용하였다. 배반포기배는 hCG 처리후 90시간째에 자궁으로부터 채취하여 실험 1에 이용하였고, 실험 2와 3에서는 zygote 를 hCG 처리후 18시간에 난관에서 채취하여 mHTF 배양액에 5% $CO_2$, 37$^{\circ}C$ 조건하에 배양하면서 2-, 4-, 8-cell, compacted morula, 또는 blastocyst를 이용하였다. 실험 1에서 배반포기배의 적당한 동결보존액을 결정하기 위하여 EFS 또는 EDS로 OPP vitrification 을 실시하였다. 재확장배반포기에 의한 생존율은 대조군과 EDS 처리군 (100, 100%) 이 EFS 군 (95.0%) 보다 유의적 (P＜0.05)으로 높게 나타났으나, 부화배반포기에서는 EFS 군 (90.0%) 이 대조군 (100%) 및 EDS 군 (95.0%) 보다 유의적으로 낮은 발달율을 보였다. 실험 2에서는 zygote, 2-, 4-, 8-cell, 상실배 빛 배반포기 등의 초기배에서도 OPP vitrification 동결방법이 적당한지를 판단하기 위하여 실시하였다. Zygote (70.0%) 는 동결융해 후 배발달율이 2, 4, 8, 상실배 및 배반포기배에 비하여 유의적으로 낮은 발달율을 보였다 (89.7, 90.0, 92.8, 97.6 및 97.5%) (P＜0.05). 또한 동결융해란의 할구수에서는 대조군 및 배반포기배 (35.7$\pm$2.98 및 39.6$\pm$2.81)에서 zygote, 2-, 4- 8-cell, 상실배 (29.8$\pm$3.21, 31.3$\pm$3.83, 29.3$\pm$3.58, 28.9$\pm$3.21 및 30.8$\pm$2.93) 보다 유의적으로 높게 나타났다 (P＜0.05) 실험 3에서는 zygote의 VS1 에 노출시간에 따른 생존율을 조사한 결과 융해후 2-cell (91.6, 88.5 및 88.9%) 및 배반포기 (83.3, 74.3 및 69.4%) 까지 배발달율은 1,2 및 3분간의 노출시간에 따른 유의적인 차이를 보이지 않았다. 또한 융해후 노출시간에 따른 할구수에서도 유의적인 차이를 보이지 않았다 (36.4$\pm$4.76, 32.4$\pm$4.67 및 27.6$\pm$4.52). 이상의 결과에서 OPP vitrification 방법은 EFS 또는 EDS 동결보존액에 따른 유의적인 차이 없이 이용될 수 있는 것으로 판단된다. 배발달단계에 따른 생존율은 zygote 의 초기배는 2, 4, 8, 상실배 및 배반포기보다 유의적으로 저조한 생존율을 보였다. Zygote의 VS1에 노출시간에 따른 생존율도 1 분간의 노풀시간에서 높은 배발달율을 보였다. OPP vitrification 동결보존방법으로 생쥐수정란의 동결보존에 유용하게 이용가능한 것으로 판단된다.

• 한국수정란이식학회지
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• 제8권1호
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• pp.9-12
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• 1993

포유동물의 초기 발생단계에서 핵의 분화와 전능성을 규명하고 제2세대 핵이시 기법을 개발하고자 생쥐를 모델로 하여 공핵란은 2-세포기에 있는 수정란의 핵을 사용하였으며, 수핵란은 zygote 및 2-세포기에 있는 수정란을 탈핵하여 제2세대 핵이식을 실시하여 electrofusion system으로 핵융합을 실시하고 cloned embryo를 작출하여 이를 24-48시간동안 체외에서 배양을 시킨 다음 위임신이 유기된 수란생쥐의 난관에 체내 이식을 실시하여 개체로의 발생 여부 등을 조사하였다. 핵이식후의 융합율은 zygote 및 2-세포기의 수정란을 수핵란으로 사용하였을 때 각각 84.7 및 84.0%으로서 차이가 없었으며, 제1세대의 86.8 마ㅊ 85.4%로서 세대간에 차이가 없었다. 4-세포기 이상으로 발달한 제2세대 핵이식 수정란의 체외배양율은 수핵란을 zygote 및 2-세포기 수정란을 사용하였을때 각각 36.2 및 43.7%로서 제1세대 핵이식의 44.3 및 50.4% 보다는 다소 낮았다. 제2세대 핵이식 수정라늘 위임신이 유기된 수란생쥐의 난관에 이식을 실시하여 얻은 산자생산율은 수핵란을 zygote 및 2-세포기 수정란을 사용하였을때 각각 23.0 및 25.0%로서 모두 25마리의 산자를 생산하였다.

• Archives of Pharmacal Research
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• 제27권1호
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• pp.86-93
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• 2004

Nitric oxide (NO) has emerged as an important intracellular and intercellular messenger, controlling many physiological processes and participating in the fertilization process via the autocrine and paracrine mechanisms. This study investigated whether nitric oxide synthase (NOS) inhibitior (L-NAME) and L-arginine could regulate in vitro fertilization and early embryonic development in mice. Mouse epididymal spermatozoa, oocytes, and embryos were incubated in mediums of variable conditions with and without L-NAME or L-arginine (0.5, 1, 5 and 10mM). Fertilization rate and early embryonic development were significantly inhibited by treating sperms or oocytes with L-NAME (93.8% vs 66.3%,92.1% vs 60.3%), but not with L-arginine. In contrast, fertilization rate and early embryonic development were conspicuously reduced when L-NAME or L-arginine was added to the culture media for embryos. Early embryonic development was inhibited by microinjection of L-NAME into the fertilized embryosin a dose-dependent manner, but only by high concentrations of L-arginine. These results suggest that a moderate amount of NO production is essential for fertilization and early embryo development in mice.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제35권1호
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• pp.49-60
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• 2008

목 적: 자궁내막조직에서 분리한 상피세포와 기질세포를 삼차원 공배양을 통한 탈락막화 유도에서 성호르몬과 TGF-${\beta}1$의 역할을 알아보고 2-세포기 생쥐배아와 탈락막화가 유도된 자궁내막세포와의 공배양을 통하여 포배형성율, 부화율, 포배기배아의 내세포괴와 영양막세포수 및 부착율을 알아보기 위해 시행되었다. 연구방법: 인간 자궁내막조직에서 분리된 기질세포와 상피세포의 표지인자인 cytokeratin과 vimentin에 대한 면역조직 화학염색을 실시하여 분리를 확인하였으며, 성호르몬 우세환경 (progesterone, estrogen)에서 분리된 세포를 단일배양 혹은 3차원 공배양을 통하여 RT-PCR법으로 TGF-${\beta}1$, 수용체-1, -2, integrin-${\beta}3$, prolactin의 발현을 조사하였다. 배양액군을 대조군으로 하여 2-세포기 생쥐배아와 탈락막화 유도와 유도하지 않은 인간 자궁내막세포와의 공배양을 통하여 포배형성율, 부화율, 부착율과 부화된 포배의 영양막세포와 내세포괴수를 비교하였다. 결 과: 상피세포 표지인자인 cytokeratin과 기질세포 표지인자인 vimentin을 이용하여 면역조직화학염색을 한 결과 각각 95% 이상에서 양성반응을 나타내어 자궁내막조직으로부터 상피세포와 기질세포가 성공적으로 분리되었음을 확인하였다. 분리된 상피세포와 기질세포를 단일배양에서는 성호르몬의 조건에 관계없이 TGF-${\beta}1$과 수용체 type-1, type-2, integrin-${\beta}3$, prolactin mRNA가 발현되지 않았다. 공배양에서는 progesterone 우세환경일 경우 TGF-${\beta}1$ 수용체 type-2를 제외한 모든 mRNA가 발현하였으나 estrogen 우세환경에서는 TGF-${\beta}1$ 수용체 type-2와 prolactin이 발현되지 않았다. 2-세포기 생쥐배아를 배양액군, 비탈락막군 및 탈락막군으로 나누어 공배양하였을 때 포배기 발달율은 차이가 없었으나 부화율 (92%)과 부착율 (82%)은 탈락막군이 유의하게 높았으며 (p<0.05), 비탈락막군의 공배양에서 다수의 영양막세포가 투명대를 완전히 빠져나오지 않은 상태로 부착한 비정상형태를 보였다. 부화된 생쥐 포배기배아의 내세포괴수는 탈락막화에 관계없이 공배양한 포배의 내세포괴수가 유의하게 많았으며 (p<0.05), 영양막세포수는 탈락막군에서 배양액군과 비탈락막군보다 유의하게 많았다 (p<0.05). 결 론: 자궁내막조직에서 상피세포와 기질세포를 분리하여 다시 삼차원적 공배양을 통하여 progesterone (100 nM), estrogen (1 nM)과 TGF-${\beta}1$ (10 ng/ml)을 첨가하면 체외에서 탈락막화를 유도할 수 있으며, 탈락막화를 유도한 자궁내막 세포와 2-세포기 생쥐배아를 공배양하였을 때 탈락막화가 부화율, 부착율 및 영양막세포수에 유효한 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.