• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제21권2호
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• pp.137-147
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• 1994

Controlled ovarian hyperstimulation(COH) for in vitro fertilization and embryo transfer(IVFET) often results in the production of more embryos than can be efficaciously transferred at one time. However, embryo cryopreservation provides a mechanism by which additional embryos can be stored for later thawing and transfer. From November, 1990 to October, 1992, we completed 42 transfer cycles of cryopreserved pronucleus(PN) l-cell embryos using the fixed protocol of hormonal replacement therapy in a physiological manner regardless of individual ovarian function. Artificial endometrial stimulation was performed with only exogenous estradiol and progesterone(E-P) in 36 transfer cycles (Group I) and with gonadotropin-releasing hormone agonist(GnRHa) and exogenous estradiol and progesterone(GEEP) in 6 transfer cycles(Group II ). The results were as follows. 1. The Survival rate of total cryopreserved-thawed embryos was 64.9%(198/305): 64.9% (172/265) in Group I and 65.0% (26/40) in Group II. 2. Total 168 embryos were transferred with an average of 4.7 per ET in Group I and total 26 embryos were transferred with an average of 4.3 per ET in Group II. 3. The pregnancy rate(PR) per cryopreserved-thawed ET and the implantation rate was 33.3 %(14/42) and 6.7%(13/194), respectively. The PRs per cryopreserved-thawed ET were 30.6% (11/36) in Group I and 50.0% (3/6) in Group II without significant difference. 4. The take home baby rate was 11.1%(4/36) in Group I and 33.3% (2/6) in Group II.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제15권10호
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• pp.1412-1421
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• 2002

To examine the feasibility of using a sperm vector system for gene transfer, we have investigated the binding and the uptaking of foreign DNA into the sperm nucleus by PCR, in situ hybridization and LSC. We have also examined the transportation of exogenous DNA into oocytes by immunofluorescene via PCR. Sperm cells were incubated with DNA/liposome complexes (1:4 ratio) in fertilization medium with BSA or without BSA. In situ hybridization demonstrated that the transfection rate of sperm cells with and without BSA was 41 and 68% respectively, when the cells were treated with liposome/DNA complexes and 13% for DNA alone. LSC analysis showed that the binding of exogenous DNA was greatly reduced by DNase I treatment which digests DNA bound onto spermatozoa, suggesting that some of the DNA was internalized into the sperm membrane. To find out whether transfected DNA was internalized into sperm intracytomembrane, sperm DNA was amplified by inverse PCR. No PCR products were detected from sperm cells, indicating that the foreign DNA was simply bound onto the sperm membrane. To investigate transfer rates of exogenous DNA into oocytes via sperm cells, we used immunofluorescene method to follow the distribution of foreign DNA via spermatozoa: a few exogenous DNA was located in the cytoplasm of early embryos (13/60, 21.7% for DNA+/liposome+/BSA) and was not located in the pronucleus and/or nucleus. These results suggest that most of the transfected sperm cells could carry the foreign DNA into the egg by in vitro fertilization, but that the transferred DNA is degraded in the developing embryos without stable integration into the zygote genome. Therefore, we have directly injected with transfected sperm cell into oocyte cytoplasm and observed that some of the exogenous DNA was detected in preimplantation embryonic cytoplasm and expressed at preimplantation stages, suggesting that exogenous DNA in early zygote has their integrity. In this study, we have not identified a noble mechanism that interfering transportation of foreign DNA into zygote genome via spermatozoa. Our data, however, demonstrated that inverse PCR and immunofluorescene methods would be used as a new tool for follow-up of gene distribution in oocyte via sperm cells.

• 한국가축번식학회지
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• 제26권1호
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• pp.33-39
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• 2002

소 체세포 핵이식 시 융합액 내 $Ca^{2+}$ 농도에 따른 융합율, 핵형의 변화, 배 발달율을 검토한 결과는 다음과 같다. 1. 융합액 내 $Ca^{2+}$ 농도를 0.05, 0.1, 0.5 및 1.0 mM로 각기 다르게 처리한 결과, 0.5와 1.0 mM의 CaC$_2$에서 융합율이 80.5 와 84.3%로 나타나 0.05 mM CaCL$_2$에서의 융합율 56.6%에 비하여 유의적(P＜0.01)으로 높았다. 2. 융합액 내 $Ca^{2+}$ 농도에 따른 재구축배의 핵형을 검토한 결과, CaCL$_2$농도 0.05와 0.1 mM 에서는 88.4와 84.0%의 난자가 PCC이후 염색질괴를 형성한 반면, 0.5와 1.0 mM 에서는 54.5와 59.3%가 PCC 형태를 거치지 않고 직접 전핵을 형성하여, $Ca^{2+}$ 농도가 증가함에 따라 PCC 형태를 거치지 않고 직접 전핵을 형성하는 난자의 비율이 증가하였다. 3. 핵이식란의 체외 발육율을 검토한 결과, 1.0 mM CaCl$_2$에서는 배반포 발육율이 30.6%로 나타난 반면, 0.1 mM CaCl$_2$에서 는 20.0%로 나타나 유의적(P＜0.05)인 차이를 나타냈다. 본 연구의 결과는 융합액 내 $Ca^{2+}$농도의 증가가 소 체세포 핵이식란의 융합율 및 배반포 발육율을 향상시킬 수 있음을 시사한다.

• 한국가축번식학회지
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• 제24권1호
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• pp.59-67
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• 2000

본 연구는 핵이 제거된 소난자 내에 소의 태아 섬유아세포를 이식한 후 난자의 발달능력을 조사하였다. 소 태아 섬유아세포는 45일된 응성 태아로부터 분리한후 MitoTracker로 염색하고 세포 주기를 동기화시키지 않은 세포를 핵이 제거된 소난자의 위란강 내에 이식하였다. 섬유아세포와 소난자의 복합체는 전기 자극을 주어 융합시키는 방법을 이용하였으며, 융합된 난자는 Calcium ionophore와 6-DMAP를 이용하여 난활성을 유도시킨 다음 CR1aa 에서 배양하였다. 핵치환 된 난자의 핵은 핵질 응축과정, 팽대과정, 전핵 형성과정이 일어났으며, 이러한 과정에서 재구성된 난자는 분열 과정을 거쳐 18∼26시간 사이에는 2-세포기로 발달하였다. 섬유아세포의 미토콘드리아는 핵치환시 난자 내로 이전되었는데 이것들은 난자 내에서 빠르게 사라지는 것으로 관찰되었으며, 핵융합 후 8시간째에는 섬유아세포의 미토콘드리아가 전혀 관찰되지 않았다. 2-세포기로 분열된 난자의 21% 가 이식 가능한 단계인 배반포 단계까지 발달하였다. 이러한 결과는 소의 태아 섬유아세포가 탈핵된 소난자 내에서 성공적으로 재분화과정을 거치며, 이렇게 재조합 된 수정란은 배반포 단계까지 발달이 가능하다는 것을 보여주고 있다.

• 한국가축번식학회지
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• 제27권2호
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• pp.115-123
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• 2003

본 연구는 돼지난포란의 체외배양액에 황화합물인 Catalase 첨가 및 저분압산소조건 하에서 첨가배양함으로서 돼지난포란의 체외성숙과 체외배발달에 미치는 영향을 구명하고자 실시하였다. 본 연구에서 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 돼지난포란을 체외성숙배양액인 0.9mM cy-steine이 함유된 NCSU-23 배양액에 CAT를 각각 0, 100, 500 및 1000uni1s/m1 첨가하여 체외성숙 및 수정을 실시한 결과, 모든 평가요소에서 처리구가 대조구에 비하여 유의적으로 낮은 결과를 나타내어 체외수정에 좋지 않은 영향을 미치는 것으로 판단된다(P>0.05). 2. 체외수정을 실시한 후, 배발달배양액인 NCSU-23에 7일 동안 배양한 결과, 배반포형성률과 총세포수에 있어서 처리구가 대조구에 비하여 유의적으로 낮은 결과를 나타내어 체외성숙시 CAT 첨가배양은 배발달에 좋지 않은 것으로 판단된 다(P>0.05). 3. 배발달배양액인 NCSU-23에 CAT를 각각 0, 100, 500 및 1000units/m1을 첨가하고 5 및 20% 산소농도하에서 7일간 배양을 실시한 결과, 산소농도에 따른 차이는 인정되지 않았으며, CAT 첨가에 따른 배반포형성률과 총세포수에 있어서도 처리구가 대조구보다 유의적으로 낮은 결과를 나타냈다(P>0.05). 결론적으로 돼지난포란을 이용하여 체외수정란을 생산할 때, NCSU-23 배양액에 catalase의 첨가 및 산소조건은 영향을 미치지 않는 것으로 조사되었다.

• 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.

• 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.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제54권4호
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• pp.283-290
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• 2012

제주흑우의 동결 정액 제조시 동결 보존액에 첨가한 taurine과 hypotaurine은 동결 융해 후 정자의 운동성, 생존성 그리고 정자막 온전성을 개선시키는 것을 알 수 있었다. Taurine과 hypotaurine의 첨가는 유의적으로 높은 운동성, 생존성을 보였으며(p<0.05), 특히 hypotaurine은 다른 실험구에 비하여 유의적으로 높은 정자막 온전성을 나타냈다(p<0.05). 뿐만 아니라, hypotaurine은 유의적으로 높은 F pattern 비율을 유지하였으며(p<0.05), 이들 항산화물질을 첨가한 실험구에서는 대조구에 비하여 유의적으로 낮은 AR pattern을 나타내어(p<0.05) 동결로 기인된 수정능획득 유사 상태 정자의 비율을 유의적으로 감소시켜 조기 첨체반응 비율을 감소시켰다. 정자의 난자내 침투능력에 있어서 모든 처리구에서 대조구보다 높은 웅성전핵 형성율과 SFI를 나타냈으며, hypotaurine의 처리는 가장 높은 침투능력을 나타냈으나 처리구간의 유의적 차이는 나타나지 않았다. 본 연구결과는 멸실위험의 토종가축 생식세포 및 유전자원 보존과 토종가축 육성을 위한 번식 증대를 위한 제주흑우 동결정액 제조에 중요한 이용 방법이 될 것이며, 동결 융해 후 정자의 기능 개선을 위한 다양한 희석제 및 첨가제를 활용한 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국동물번식학회:학술대회논문집
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• 한국동물번식학회 2001년도 춘계학술발표대회
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• pp.56-56
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• 2001

The exogenous gene transfer by intracytoplasmic sperm injection (ICSI) procedure has been recently used to produce transgenic mice and pigs. Sperm-mediated DNA transfer has the potential to markedly simplify the generation of transgenic animals. This method may serve as an alternative to the pronucleus injection of DNA for the production of transgenic pigs. Therefore, in this study, we investigated the expression of transgene after co-injection of spermatozoon or sperm head with green fluorescent protein (GFP) gene into in vitro matured porcine oocytes. Spermatozoon and sperm head, that was obtained by sonication, were treated with 0.03% Triton X-100 to remove the membrane. They were preincubated with linearized pEGFP-N1 for 1 min, and then embryos cultured NCSU23 medium for 2.5 days after co-injected of sperm and DNA. We monitored expression of GFP in embryos under epifluorescent microscope. The remove of sperm membrane did not alter the developmental competence of embryos after ICSI. At 7 days following injection, the rates of blastocysts following injection of intact sperm (15.0%), and of sperm with disrupted membrane (14.2%) were higher than that following IVF (10.0%). Porcine oocytes injected with sperm which co-cultured with DNA concentration of 1, 0.1, and 0.01 ng were 60, 65.7 and 75% and 18.5, 37.4 and 22.2% for rates of cleavage and GFP expression, respectively. In vitro matured porcine oocytes injected with sperm and isolated sperm head resulted in 69 and 59.7% of cleavage rates, respectively The rates of embryo GFP expressed did not significantly different between sperm (20.4%) and sperm head (20.0%) injection. The transgenic embryos with the clusters of positive blastomeres were observed under fluorescent microscope. Most of embryos expressed GFP gene showed mosaicism. They showed GFP expression at 1/4, 2/4 and 3/4 of blastomeres at the 4-cell stage. Among these 4-cell embryos, the expression rate of 1/4 blastomere group (54.6%) was higher than the other groups (15.3-30.7%). These results indicate that membrane disrupted sperm could attach with exogenous DNA, and that this procedure may be useful to introduce foreign gene into porcine oocytes. Therefore, our data suggest that the ICSI car be a useful tool to efficiently produce transgenic pig as well as other mammals.

• 한국수정란이식학회지
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• 제16권3호
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• pp.223-231
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• 2001

The success of nuclear transplantation with mammalian oocytes depends critically on the potential of oocytes activation, which mainly caused to prevent the re-accumulation of maturation promoting factor (MPF). This study was conducted to compare the effect of combined treatment of lonomycin with a Hl-histone kinase inhibitor (dimethylaminopurine, DMAP) or cdc2 kinase inhibitor (sodium pyrophosphate, SPP) on activation of bovine oocytes. In vitro matured bovine oocytes with the first polar body (PB) and dense cytoplasm were assigned to 3 experimental groups. For activation treatment, oocytcs were exposed to 5 $\mu$M lonomycin for 5 min (Group 1), and followed by 1.9 mM dimethylaminopurine (DMAP) for 3 h (Group 2) or followed by 2 mM sodium pyrophosphate (SPP) for 3 h (Group 3). The activation effects in the three treatments and the control group (untreated) were judged by the extrusion of the second PB and formation of a pronucleus (PN). Differences among groups were analysed using one-way ANOVA after arc-sine transformation of proportional data. All three treatments led to high activation rates (90% to 95%), with significant difference from the control. However, the extrusion of the second PB and the rate of PN formation differed remarkably among treatments. In Group I and 3, about 95% of the oocytes had extruded the second polar body, but one PN had formed in a higher proportion of oocytes in Group 3 than in Group 1 (90% vs. 5%). In experiment 2, the rates of cleavage and development into blastocysts in Group 1 were significantly lower than those of Group 2 and 3 (8.7% and 0% vs. 50.5% and 11.6%, and 44.6% and 7.2%, respectively, P<0.05). In experiment 3, ~80% of parthenotes in Group 1 were developed with haploid chromosomal sets. However, when ionomycin was followed immediately by DMAP (Group 2). only 20% of parthenotes were haploid. In Group 3, combined treatment with ionomycin and SPP, the appearance of abnormal chromosomal tracts was significantly (P〈0.05) reduced and the proportion of haploid parthenotes was increased to 85% (17/20) than in Group 2. These results demonstrate that SPP acted as a cdc2 kinase inhibitor and formed the haploidy in oocyte activation. Thus, the present study suggests that cdc2 kinase inhibitor, such as sodium pyrophosphate, may have an effective role in oocyte activation for the production of cloned embryos/animals by nuclear transplantation.