• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제29권3호
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• pp.179-186
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• 2002

Objective: Lectins are cell-agglutinating and sugar specific proteins or glycoproteins of non-immune origin that precipitate glycoconjugates having saccharides of appropriate complementarity. Because of these properties, plant lectins have been used to help characterize the carbohydrate moieties of glycoproteins in the zona pellucida (ZP) of several mammalian species including pigs. Treatment of oocytes with various lectins blocks sperm binding to the ZP in various mammalian species. This study was undertaken to examine the distribution of sugar residues in the ZP of pig oocytes matured in vitro and the ability of spermatozoa to bind to ZP and in vitro penetration in oocytes treated with fluorescein isothiocyanate (FITC)-labelled lectins. Materials and Methods: The lectins of Banderiaea simplicifolia (BS-II, bind to $\beta$-D-N-acetylglucosamine), Canavalin ensiformis (Con A, bind to $\alpha$-D-Mannose), Lens culinaris (LCA, bind to a-D-Mannose), Ricinus communis (RCA-I, bind to $\beta$-D-Galactose) and Ulex europaeus (UEA-I, bind to $\alpha$-L-Fucose) were examined for spermatozoa penetration, binding capacity to ZP and distribution of lectins. Results: The penetration rates were significantry (p<0.05) higher in control oocytes (63%) than those treated with all lectins, but penetration rates ($40{\sim}49%$) were simililar in group treated with lectins. The incidence of monospermy was similar in oocytes untreated and UEA-I, but it was higher in oocytes treated with BS-II, Con A, RCA-I and LCA. The porcine oocytes cultured for 48 h in TC-199 medium were freed from cumulus cells and treated for 30 min with fluorescein isothiocyanate-labelled lectins. When examined under fluorescein illumination, higher (p<0.001) proportions of oocytes showed fluorescein of zona pellucida after treatment with Con A (93%), LCA (93%) and RCA-I (100%) than BS-II (37%) and UEA-I (50%). All of the oocytes treated with RCA-I exhibited strong fluorescein in the outer region of the zona pellucida while those treated with LCA exhibited strong fluorescein throughout the zona pellucida. BS-II bounded mainly to the outer region and UEA-I bounded mainly to the inner region of the zona pellucida, with either strong or weak fluorescein. At 120 min after insemination in vitro, fewer spermatozoa were bound to the zona pellucida of the oocytes treated with BS-II, Con-A and RCA-I. Of the lectins, Con A most inhibited sperm binding. Conclusions: These results suggest that $\beta$-D-Galactose residues in the porcine zona pellucida may act as primary sperm receptors and inducers of the sperm acrosome reaction and these sugar residues may be involved in the block to polyspermy.

• 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.

• Applied Microscopy
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• 제41권2호
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• pp.123-128
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• 2011

홍바리, Epinephelus fasciatus 난의 인공수정 전 후 난문의 미세구조적 특징을 주사형 전자현미경으로 관찰하였다. 홍바리 난문($6.6{\pm}0.41\;{\mu}m$)은 원통형의 분화구형으로 동물극에 1개가 존재하였다. 난문의 vestibular ridge는 시계방향성을 갖는 6~7개의 나선형의 내벽구조로 구성되었다. 난문의 내벽구조물인 나선형의 vestibular ridge는 인공수정 후 부풀어 올라와 돔(dome)형의 수정구로 분화 형성되었다. 홍바리 난은 부상란으로 난막표면에는 pore 가장자리에 고리형의 nodule과 pore 사이에 돌기형의 nodule이 관찰되었으나, 부착사와 유사한 보조 구조물은 관찰할 수 없었다. 난문 주변부에는 동심원상으로 크기가 다른 pore (0.15~0.55 ${\mu}m$)들이 개구된 형태로 혼재하였고, 수정 후 돔(dome)형의 수정구가 분화 형성되면서 pore들이 닫히는 현상을 보였다. 홍바리 난문의 미세구조적 특징은 바리과 어종간에 형태학적으로 상이하여, 바리과 어류의 계통분류학의 형질로 이용될 수 있다고 판단된다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제3권1호
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• pp.21-28
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• 1999

흰쥐 난자의 체외수정에 있어서 calcium chelator처리에 따른 피질반응 및 피질과립막의 형성 여부와 피질과립막의 전자현미경적 미세구조를 관찰하고, 수정율 및 단정자수정과 다정자수정 빈도에 미치는 영향을 조사하여 수정기간중 calcium의 역할을 조사하였다. Calcium chelator로는 BAPTA/AM을 사용하였으며, 난자의 미세구조와 피질과립막은 주사전자현미경으로 관찰하였다. 투명대가 제거된 난자의 체외수정 과정에서는 피질반응에 의해 형성된 피질과립막 (cortical granule envelope)이 관찰되었고, calcium chelator (1, 5, 10, $\mu$M BAPTA/AM) 처리후 투명대가 제거 된 난자의 체외수정 에서도 마찬가지로 피질과립막이 관찰되었다. 또한 체외 수정 후 시간의 경과에 따라 피질과립막은 좀 더 발달되는 양상을 나타내었다. 수정율은 calcium chelator 처리군 (59.8, 38.1, 37.0%)이 대조군 (60.6%)에 비해 감소했으나, 단정자수정은 calcium chelator 처리군 (45.0, 47.3, 50.9%)이 대조군 (37.5%)에 비해 증가하였다. 위의 결과들로부터 흰쥐에서 수정시 피질과립막이 형성된다는 것을 밝혔고, 피질반응에 extracellular calcium이 이용됨을 알 수 있다. 또한 난자내의 적정한 free calcium 함량이 수정에 중요한 요인으로 작용하는 것으로 사료된다.

• 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.

• 한국가축번식학회지
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• 제15권1호
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• pp.41-47
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• 1991

미성숙 흰쥐에 있어서 과잉배란 유기시 PMSG용량이 체외수정에 의한 수정율과 수정란의 배양에 미치는 영향을 조사하고, 체외수정 및 배양용기로서 plastic mini-straw의 이용효과와 체외수정란의 이식성적을 조사한 바 다음과 같은 결과를 얻었다. 미성숙 흰쥐(체중 65~80g)에게 PMSG를 4, 10, 16 혹은 40IU를 1회 근육주사한 후 72시간에 채란한 난자 중에서 난구세포괴를 가진 정상형태의 난자와 정소상체 미부에서 채취하여 예비배양한 정자로 체외수정시켰다. 체외수정율은 PMSG 용량이 증가될수록 감소하였는데, 즉 4IU에서는 70.8%였으나, 40IU에서는 45.0%로 유의적으로 (P<0.05)저하하였다. 그러나 다정자 수정발생율은 2.3~9.7%로서 PMSG 용량에 따른 유의적인 증가는 없었다. 이 결과는 과량의 PMSG의 투여로 배란된 난자 중에서 일부는 비록 난자가 형태학적으로는 난구세포괴를 가지는 정상적인 난자일지라도 체외수정율의 저하는 정상적인 배란시간보다 조기배란으로 난자의 노화로 인하여 수정에 적합하지 않음을 제시하고 있다. 그리고 plastic mini-straw를 고안하여 straw내에서 체외수정시킨 후 66~72시간까지 배양시험한 결과 2-16와 4-16세포기까지 발달된 배의 비율은 petri dish보다 다소 우수(P<0.05)하였으며, straw용기에서 체외수정된 2세포기의 52개의 배를 7마리의 위임신 흰쥐에게 이식시켰던 바 6개의 배를 이식 받은 한 마리의 수란쥐가 2마리의 새끼를 분만하였다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제38권4호
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• pp.320-324
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• 2018

본 연구는 티모시 건초와 농후 사료 위주의 사료를 급여한 한우 씨수소 정소상체 정자 체외수정 효율 조사를 통해 정자의 활용 가능성을 조사하였다. 농후 사료는 체중의 1.8%를 급여하고 양질의 티모시 건초를 자유채식 시킨 14개월령 거세우의 정소에서 분리된 정소상체 미부의 정자를 회수하고 동결 흉해 후 체외수정을 실시한 결과는 다음과 같다. 웅성전핵과 자성전핵이 형성(2PN)된 난자는 정상수정으로, 1개의 전핵(1PN), Expanded Sperm Head (ESH), Polyspermy 형태는 비정상적인 수정의 형태로 평가하였다. 정상적으로 수정된 난자의 비율은 정소상체 정자의 경우 전체 침투율은 49.7% 그리고 정상적인 2PN을 가진 난자는 18.5%를 보였으며, 대조구 정자의 전체 침투율은 54.4%로서 정소상체 정자 보다 높은 결과를 보였으나 유의적인 차이를 보이지는 않았다. 정상적으로 2PN을 형성한 비율은 36.7%로서 정소상체 정자를 이용한 정자 보다 높았으나 유의적인 차이는 없었다. 체외수정 후 발달률 조사에서 정소상체 정자의 분할률은 81.2%, 대조구 정자는 82.7%로 유사한 결과를 보였으나, 배반포 발달률은 정소상체 정자 24.4%와 대조구 정자 12.2%로 정소상체 정자를 사용한 난자의 발달에서는 유의적으로 높았다(p<0.05).

• 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.

• 한국수정란이식학회지
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• 제19권2호
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• pp.173-183
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• 2004

본 연구는 pFF, cysteine, ${\beta}$-mercaptoethanol, 성선자극호르몬 등 여러 가지 체외성숙 촉진 물질이 첨가딘 성숙배양액에 EGF 첨가가 돼지 미성숙 난포란의 체외성숙에 효과적인지 또한 그 효가는 배양소적당 COC의 수에 영향을 받는지을 구명하고자 EGF의 첨가 유무와 배양소적당 COC수(50개 또는 15개)를 조합한 $2{\times}2$ 요인시험을 실시했다. 도축돼지의 난소에서 채취한 COCs를 각 처리별로 mNCSU-23 에서 성숙배양하고 mTBM에서 운동정자의 최종동도가 $1{\times}10^5$sperm/mL 의 농도로 체외수정한 다음 NCSU-23 에서 체외발달을 유도한 결과는 다음과 같다. 1. 대조구와 EGF 첨가구에서 C4군의 COC 비율이 각각 41%dhk 82%로써 EGF 첨가가 난구세포의 팽화 정도를 크게 향상시키는 것으로 나타났으나, 난핵포 붕괴율과 핵성숙율에서는 EGF 첨가 여부나 배양소적당 COC 수에 따른 차이가 나타나지 않았고 두 요인간 상호작용도 없었다. 2. 정자 침투율, 웅성전핵 형성율 및 다정자수정 발생율에서도 EGF 첨가 여부나 배양소적당 COC 수에 따른 차이가 유의적인 것이 아니었고, 두 요인간 상호작용 역시 유의적이지 않았다. 3. 난분할율에서는 처리간에 유의적인 차이가 나타나지 않았으나 배반포 발달율, 배반포의 ICM 세포수, TE 세포수 및 총세포수에서는 EGF 첨가구가 모두 유의적으로 높았다(p<0.01). COC수에 따른 차이나 두 요인간 상호작용에서는 유의성이 인정되지 않았다. 결과적으로 돼지 미성숙 난포란을 mNCSU-23에서 성숙배양할 때 10 ng/mL EGF 첨가는 성숙배양 단계에서 난구세포의 팽화를 더욱 심화시키고, 발달배양단계에서 배반포의 세포수와 배반포발달율을 증가시키는데 효과가 있는 것으로 사료된다.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제29권3호
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• pp.201-205
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• 2005

본 연구는 아미노산의 첨가가 돼지 수정란의 체외 발달율에 미치는 영향을 구명하고자 PEF가 함유된 NCSU-23을 기본배지로 체외성숙 및 체외배양액을 조성한 후 EA(Essential amino acid), NA(Non-essential amino acid) 및 EANA(EA+ NA)를 첨가하여 체외성숙, 체외수정 및 체외발달에 미치는 영향을 조사하였다. 체외성숙 배지에 아미노산을 첨가한 결과 MH 단계까지의 체외성숙율은 NA 첨가군이 $83.3\%$로 대조구 $70.0\%$에 비하여 유의적으로(p<0.05) 높았다. 그러나 체외 수정 이후의 배 발달율과 수정율에서는 아미노산 첨가군과 무첨가군 사이에 유의적인 차이는 없었다. 체외배양액에 아미노산을 첨가한 후 배반포의 내부세포괴(ICM) 세포와 영양배엽(TE) 세포의 발달에 미치는 영향을 조사한 결과, ICM에서는 유의차를 발견할 수 없었으나 TE 세포는 EANA 처리구가 $18.0{\pm}0.5$개로 대조구 $16.09{\pm}0.56$개에 비해 유의적(p<0.05)으로 많았다. 총세포수에서도 EANA 처리구가 $50.0{\pm}1.0$개로 대조구 $44.2{\pm}1.1$개보다 유의적(p<0.05)으로 많았다. 이상의 결과를 종합할 때, 돼지의 체외수정란 생상에 있어서 아미노산의 첨가는 배반포로의 발달율에는 영향을 미치지 못하였으나 체외성숙율을 높이고 배반포의 세포수 향상에 도움을 주는 것으로 판단된다. 특히, 영양배엽(W) 세포의 발달율이 높은 것으로 보아 아미노산의 첨가는 돼지수정란의 착상에 도움을 줄 것이라 기대된다.