• 제목/요약/키워드: spermatocytes

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Hemicastration induced spermatogenesis-related DNA methylation and gene expression changes in mice testis

  • Wang, Yixin;Jin, Long;Ma, Jideng;Chen, Li;Fu, Yuhua;Long, Keren;Hu, Silu;Song, Yang;Shang, Dazhi;Tang, Qianzi;Wang, Xun;Li, Xuewei;Li, Mingzhou
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제31권2호
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    • pp.189-197
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    • 2018
  • Objective: Hemicastration is a unilateral orchiectomy to remove an injured testis, which can induce hormonal changes and compensatory hypertrophy of the remaining testis, and may influence spermatogenesis. However, the underlying molecular mechanisms are poorly understood. Here, we investigated the impact of hemicastration on remaining testicular function. Methods: Prepubertal mice (age 24 days) were hemicastrated, and their growth was monitored until they reached physical maturity (age 72 days). Subsequently, we determined testis DNA methylation patterns using reduced representation bisulfite sequencing of normal and hemicastrated mice. Moreover, we profiled the testicular gene expression patterns by RNA sequencing (RNA-seq) to examine whether methylation changes affected gene expression in hemicastrated mice. Results: Hemicastration did not significantly affect growth or testosterone (p>0.05) compared with control. The genome-wide DNA methylation pattern of remaining testis suggested that substantial genes harbored differentially methylated regions (1,139) in gene bodies, which were enriched in process of protein binding and cell adhesion. Moreover, RNA-seq results indicated that 46 differentially expressed genes (DEGs) involved in meiotic cell cycle, synaptonemal complex assembly and spermatogenesis were upregulated in the hemicastration group, while 197 DEGs were downregulated, which were related to arachidonic acid metabolism. Integrative analysis revealed that proteasome 26S subunit ATPase 3 interacting protein gene, which encodes a protein crucial for homologous recombination in spermatocytes, exhibited promoter hypomethylation and higher expression level in hemicastrated mice. Conclusion: Global profiling of DNA methylation and gene expression demonstrated that hemicastration-induced compensatory response maintained normal growth and testicular morphological structure in mice.

북방전복, Haliotis discus hannai 3배체의 생식능력 (Maturity and Spawning of the Triploid Pacific Abalone, Haliotis discus hannai)

  • 지영주;남보혜;이정용;장영진
    • 한국패류학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.105-111
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    • 2013
  • 참전복의 배수체별 생식소 조직 관찰에서 2배체 난소의 경우에는 성숙기를 거쳐 방출기로 들어가고 있는 상태이며, 2배체 정소의 경우에는 방출기의 상태였다, 이에 비해 3배체 전복의 생식소는 발달이 억제되어 난소는 성장기 혹은 성숙기의 상태이고, 정소는 성숙기의 단계에 머물고 있다. 따라서 전복은 완전한 불임이 되는 것은 아니고 어느 정도 성숙이 억제된다고 생각된다. 3배체 참전복의 산란 유발 실험에서 산란 유발에 반응한 개체는 2배체는 암수 전부 반응해서 100%의 산란 유발율을 나타냈고, 3배체는 암컷 50%, 수컷은 25%의 산란 유발율을 나타냈다. 산란된 알과 정자를 배수체별로 조사한 결과, 2배체의 정자는 장경 17.47 ${\mu}m$, 단경 11.40 ${\mu}m$ 및 정자의 길이 103.94 ${\mu}m$이었던 데 비해 3배체 정자는 장경 10.86 ${\mu}m$, 단경 8.47 ${\mu}m$ 및 정자의 길이 85.06 ${\mu}m$로서 2배체 정자가 3배체 정자보다 장경, 단경, 정자의 길이 모두에서 유의적으로 길었다 (P < 0.05). 알의 직경은 2배체가 199.50 ${\mu}m$, 3배체가 192.50 ${\mu}m$로서 2배체가 컸으나 유의한 차는 없었다 (P > 0.05). 배수체별 교배 실험에서 2배체 ${\times}$ 2배체는 정상적으로 수정되어서 발생을 했으나 2배체 알 ${\times}$ 3배체 정자와 3배체 알 ${\times}$ 2배체 정자의 경우에는 수정이 되지 않았다.

B16/F10세포를 이식한 C57BL/6 생쥐에서 산삼약침의 항암효과 및 Doxorubicin에 의한 생식독성 완화효과 (Anti-cancer Effects of Cultivated Wild Ginseng Herbal Acupuncture in C57BL/6 Mice Injected with B16/F10 Cells and Reproductive Toxicity by Doxorubicin)

  • 윤휘철;김호현;권기록
    • Journal of Acupuncture Research
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    • 제23권1호
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    • pp.105-120
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    • 2006
  • To investigate anti-cancer effects of wild ginseng herbal acupuncture and mitigation of anti-cancer drug when taken concurrently, cancer cells from B16/F10 melanoma were injected intraperitoneally in C57BL/6. After inducing cancer, anti-cancer effects and mitigation of reproductive toxicity of Doxorubicin were evaluated. 1. For changes in weight, Doxorubicin treated group showed significant decrease, and administration of wild ginseng herbal acupuncture didn't cause any weight change. 2. Volume of tumor was significantly reduced in Doxorubicin teated group. Wild ginseng herbal acupuncture groups showed slight decrease but insignificant compared to the control group. 3. For hematological evaluation, Doxorubicin only group's reticulocytes were significantly decreased compared to the control group, and Platelet Count was significantly increased. Wild ginseng herbal acupuncture group showed significant increase of Neutrophils and significant decrease of Lymphocytes compared to the control group. 4. For histological evaluation of the tumor, necrosis occurred in a wide range in the Doxorubicin treated group. Wild ginseng herbal acupuncture didn't cause much histological changes. 5. For histological evaluation of the testis, seminiferous tubules of the control group suffered severe damage on epithelial cells. When wild ginseng herbal acupuncture was administered concurrently, damage on the seminiferous tubules was significantly inhibited compared to the Doxorubicin only group. 6. Diameter of seminiferous tubules and spermatogonia count were insignificant between the experiment groups. 7. For BrdU positive reaction of testicle tissue, Doxorubicin only group failed to show any reaction of spermatogonia, but spermatocytes and spermatids showed slight positive reaction. When wild ginseng herbal acupuncture was treated concurrently, much greater positive reaction was made but similar to that of the control and normal groups. 8. For observation of changes in BrdU spermatogonia count of the testicle tissue, Doxorubicin only group didn't show any positive reaction, and relative increase was shown in the group with concurrent administration of wild ginseng herbal acupuncture. 9. For observation of TUNEL positive reaction cells of the testicle tissue, no significant changes were witnessed in all the experiment groups.

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무지개송어 뇌하수체의 성선자극호르몬 분비세포와 정자형성세포의 광학 및 전자현미경적 미세구조 (Light and Electron Microscopy of Rainbow Trout Gonadotropes and Spermatogenic Cells)

  • 윤종만;박홍양
    • 한국발생생물학회지:발생과생식
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    • 제2권1호
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    • pp.89-99
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    • 1998
  • 본 연구는 미성숙 혹은 성숙된 3년생 무지개 송어(Oncorhynchus mykiss) 수컷 150마리의 뇌하수체와 정자형성세포의 형태적인 변화를 조사하기 위해서 실시되었다. 3월부터 그 이듬해 2월까지 번식주기에 따라 광학현미경, 투과 및 주사전자현미경으로 정자 형성과 정자완성시기의 미세구조적 변화를 연구하였다. 뇌하수체 호르몬 분비세포의 성숙은 휴지기 (3월부터 8월까지), 정자형성기 (9월부터 11월가지), 번식기 (12월부터 2월까지)의 3가지 시기로 구분되었다. 뇌하수체 호르몬 분비세포의 미세구조가 변하는 추세는 정소의 주기적 변화와 대체적으로 일치하였다. 정자형성초기에는 여러 단계의 세포군이 하나의 세정관안에 위치해 있었다. 정원세포로부터 정자세포까지 사류ㅕ볼 때 핵과 세포질의 크기는 각 발달단게마다 점진적으로 감소하였다. 제2차 정모세포 및 정자세포의 세포질 외측에 작은 크기의 미토콘드리아가 확인되었다. 정자세포의 2개의 미토콘드리아는 세포질의 한쪽에 위치하면서 길게 늘어지기 시작하였다. 정자의 경우, 핵의 크기가 감소하였고, 핵막과 세포질막은 두부의 핵과 근접해 있었따. 2개의 미토콘드리아는 다른 척추동물과 달리 그 수가 적었고, 축사로부터 분리되어 있었다. 무지개송어의 축사구조는 축추동물의 전형적인 "9+2"형을 나타내었다. 투과 및 주사전자현미경으로 여러 단계의 정자형성세포들을 관찰한 결과 그 두부의 크기와 형태의 구체적인 차이를 확인할 수 있었다.확인할 수 있었다.

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Early Gonadogenesis and Sex Differentiation in the Korean Rose Bitterling, Rhodeus uyekii

  • Goo, In Bon;Kim, Jung Eun;Kim, Myung Hun;Choi, Hye-Sung;Kong, Hee Jeong;Lee, Jeong Ho;Park, In-Seok
    • 한국발생생물학회지:발생과생식
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    • 제20권4호
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    • pp.289-296
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    • 2016
  • This report describes the sex differentiation of the Korean rose bitterling, Rhodeus uyekii, from hatching to 170 days post-hatch (DPH) in relation to total length (TL), body weight (BW), and integral water temperature (IWT). The growth curve of TL from just hatching to 83 DPH was $5.144e^{0.045t}$ ($R^2=0.961$; t, time), and that of BW was $2.398e^{0.086t}$ ($R^2=0.725$). Primordial germ cells (PGCs) were observed at 17 DPH (7.9 mm TL, 3.74 mg BW, $374^{\circ}C$ IWT), and thereafter began to protrude into the peritoneal cavity. At 21 DPH ($9.2{\pm}0.14mm$ TL, $4.8{\pm}0.07mg$ BW, $462^{\circ}C$ IWT), some PGCs contained condensed chromatin and oocyte were observed in meiotic prophase. In contrast to the ovaries, which grew gradually after sexual differentiation, testes began multiplying at 25 DPH (10.1 mm TL, 5.42 mg BW, $550^{\circ}C$ IWT), when testicular differentiation was first identified, and multiplied continuously thereafter. At 33 DPH (11.2 mm TL, 10.5 mg BW, $726^{\circ}C$ IWT), the developing testes contained spermatogonia that exhibited mitotic activity. No spermatocyte or sperm cell was observed until 83 DPH (18.9 TL, 48.2 mg BW, $1,826^{\circ}C$ IWT). At 170 DPH (32.5 mm TL, 270.1 mg BW, $3,740^{\circ}C$ IWT), which was the end point of this study, the mature ovaries showed germinal vesicle breakdown, while the mature testes contained observable spermatocytes and sperm cells. These results allow us to identify the sex differentiation type of the Korean rose bitterling as differentiated gonochoristic.

큰발웃수염박쥐 (Myotis macrodactylus)의 정상피세포의 분화와 미세구조 (Cell Differentiation and Ultrastructure of the Seminiferous Epithelium in Myotis macrodactylus)

  • 이정훈
    • Applied Microscopy
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    • 제33권1호
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    • pp.25-39
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    • 2003
  • 큰발웃수염박쥐 (Myotis macrodactylus)의 세정관 정상피의 분화과정과 미세구조적 특징들은 알아보기 위하여 광학 및 전자현미경을 이용하여 조사하였다. 정자형성 과정은 4월부터 9월까지로 나타났다. 정자형성세포의 미세 구조적 특징에 있어서, A형 (Ad, Ap)의 정원세포는 기저막 위에 위치하며, Sertoli cell에 의해 둘러싸여져 있고, 대부분의 세포는 타원형이다. Ad형은 Ap형 보다 핵과 세포질의 전자밀도가 높은 것이 특징적인 반면에, B형의 정원세포는 구형의 세포로서 A형 정원세포 보다 세포가 크며, Ap형과 마찬가지로 세포질이 밝고, 거의 핵소체가 핵막에 인접되어 있다. 정모세포는 크고 구형이지만, 제 1 정모세포가 제 2 정모세포보다 다소 크다. 정자변태는 골지, 두모, 첨체, 성숙 및 이탈기로 구분하였고, 세포구조물의 특징들에 의해 각각 전 후기로 다시 세분하여 전과정을 9 (기)로 나누었다. 핵질의 변화는 골지후기부터 서서히 응축하기 시작하여, 이탈기에서 완전한 핵을 형성하였다. 정자꼬리의 형성시기는 골지전기에서 형성하기 시작하여 이탈기에서 완성되었다. 동면직전 10월부터 동면기 (11월, 12월, 이듬해 1, 2, 3월)까지는 정자형성 세포의 퇴화과정이 일어났다. 즉 미분화 정자형성 세포들은 세르톨리 세포의 식작용에 의해 포식되어졌는데 이는 동면을 위한 에너지 효율적 이용과 번식조절을 위한 적응 메카니즘이라 여겨진다.

경골어류 난태생 송사리과에 속하는 black molly와 sailfin molly의 정자형성과정 (Spermatogenesis of Black Molly and Sailfin Molly (Poeciliidae, Teleostei))

  • 유승준;김동희
    • Applied Microscopy
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    • 제40권3호
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    • pp.169-176
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    • 2010
  • 난태생어류인 성숙한 블랙몰리(black molly, Poecilia sphenops)와 세일핀몰리(sailfin molly, Poecilia latipinna)의 정소를 적출하여 정자형성과정과 정자의 미세구조를 광학현미경과 전자현미경을 이용하여 관찰하였다. 정소는 부레와 창자사이에 위치하고 있었고 장축 7 mm, 단축 2 mm 정도의 크기로 흰색을 띠고 있었다. 두 종 모두 정자형성 과정은 정소낭(testicular cyst)에서 이루어졌으며, 각 정소낭 내에 동일한 분화시기의 생식세포가 분포하고 있었다. 제1정모세포는 타원형으로 관찰되었으며, 핵과 세포질의 전자밀도는 다른 생식 세포들에 비해서 매우 낮았고 미토콘드리아는 핵막주위에 분포하고 있었다. 제2감수분열 전기의 태사기에 나타나는 태기사복합체(synaptonemal complex)들이 확인되는 경우도 있었다. 두 종 모두 제2정모세포는 구형으로 정원세포보다 크기는 작았고 인은 발달되어 있지 않았으며, 핵의 전자밀도는 더 높아졌다. 특히 미토콘드리아는 세포질 전체에 분포하고 있었고 정세포가 정자로 발달하는 정자완성과정시기에 편모가 형성되는 경우가 일반적이지만 이미 제2정모 세포시기에 편모형성이 관찰되었다. 정자의 중편부위를 횡단한 결과 미토콘드리아는 2~4개 정도로 관찰되었고 편모의 미세소관 배열은 전형적인 두 종 모두 9+2 구조를 이루고 있었고 편모에 lateral fin이 발견되었다. 성숙한 정자의 두부형태는 구형인 정세포와 달리 장원추형이었으며 염색질 응축이 매우 뚜렷하였고, 두부에서 첨체는 관찰되지 않았으며 중편부의 미토콘드리아는 두 종 모두 8~10개가 종렬로 위치하고 있었다. 이상과 같이 두 종의 정자형성과정과 정자의 형태는 같으며 이런 특징은 난태생 송사리과 어류의 공통적인 특성으로 생각된다.

흰쥐의 내분비선 및 혈장성분에 미치는 뇌하수체척출의 영향과 이에 대한 성 Hormone의 효과 (The Effect of Hypophysectomy and Subsequent Administration of Sex Hormone on Several Endocrine Glands and Plasma Components in Rats)

  • 김선균;박상윤
    • 한국가축번식학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.47-74
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    • 1980
  • The present experiments were carried out to elucidate the effects of hypophysectomy and subsequent administration of sex hormone on thyroid, adrenal gland, gonads and blood plasma components in the rat. The jresults obtained were summarized as follows: The weight of the thyroid gland of both male and female hypophysectiomzed rats decreased markedly from 7 days up to 56 days after the hypophysectomy as compared to the control group. The administration of sex hormone (6 mg of testosterone propionate to male and 6 mg of hexestrol to female) to the hypophysectomized rat gave on effect on the change in the weight of the thyroid gland. The hopophysectomy decreased the uptake of radioactive iodine in the thyroid gland in both male and female rats with time. Subsequent administration of the sex hormone caused no effect. With regard to the histological changes of the thyroid gland, the hypophysectomy caused significant changes in the gland showing a remarkable degeneration. The function of the gland seemed to disa, pp.ar almost completely on 56th day after the hypophysectomy. Upon the administration of sex hormone after the hypophysectomy, however. the epithelia of the follicle which has changed to flat from has partly returned to its functional cubicfrom and nuclei recovered as nearly as normal. These recovery were more remarkable in the female than in the male. The hypophysectomy kept causing a significant decrease in the weight of the adrenal gland in male and female rats during the period of observation (up to 56 days) as in the case of thyroid gland. The administration of sex hormone has on effect in this respect either. The hypophysectomy also caused a marked morphological change in the gland: zona fasciculata and zona reticularis were dicreased in size quichly after the hypophysectomy. The administraton of the sex hormone to the hypophysectomized rat resulted in clear distinction among the three layers of the adrenal cortex which otherwise very diffused. In the male, this phenomenum was more remarkable than in the female and the pattern of the cell arrangements and the thickening of each layer became similar to those of normal rats. The gonads of both sexes have also kept decreasing in the weight and degenerated in morpohology after the hypophysectomy. However, the degenerate follicle became enlarged after the administration of hexestrol in the female. Furthermore, the vacuoles found in interstitial cells of hypophysectomized rat disa, pp.ared after the administration of testosterone in the male and the formation of spermatocytes seemed to be recovered. Hypophysectomy also caused a gradual increase in the contents of total protein, non-protein nitrogen, total lipid, cholesterol and calcium in the blood plasma with time. The concentrations of sodium, potassium and chloride in the blood did not change after the hypophysectomy. Sex hormone caused practically no change in above tendency.

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Masculinization in juvenile longtooth grouper, $Epinephelus$ $bruneus$, with aromatase inhibitor: changes in GtH subunit mRNA expression and steroids hormone levels

  • Hur, Sung-Pyo;Lim, Bong-Soo;Hwang, In-Joon;Kim, Se-Jae;Ryu, Yong-Woon;Hur, Sang-Woo;Song, Young-Bo;Jeong, Hyung-Bok;Baek, Hae-Ja;Takemura, Akihiro;Lee, Young-Don
    • Animal cells and systems
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    • 제16권2호
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    • pp.127-134
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    • 2012
  • We investigated the effects of fadrozol, an aromatase inhibitor (AI), and $17{\alpha}$-methyltestosterone (MT) on the induction of sex change in juvenile longtooth grouper $Epinephelus$ $bruneus$, via histological observation of gonads. Changes in the mRNA expression of GtH subunits (FSH-${\beta}$ and LH-${\beta}$) in the pituitary, and estradiol-$17{\beta}$ (E2) and 11-ketotestosterone (11-KT) levels in the blood were also surveyed after AI and MT treatment. Juvenile longtooth groupers ($113{\pm}17g\;body\;weight$; $16.2{\pm}1.2cm\;body\;length$) received intramuscular injections of AI at 3 (3-AI) and 5 (5-AI) mg/kg BWdoses and MT at a 5 mg/kg BW (5-MT) dose. At week 7 post-injection, 3-AI and 5-MT oocytes were degenerated, and gonads of the 5-AI group initiated spermatogenesis. At week 21 post-injection, 3-AI- and 5-MT-treated gonads contained spermatogonia and spermatocytes, while 5-AI treatment induced advanced stages of spermatogenesis. The serum E2 level showed no significant differences throughout the experimental period, whereas that of 11-KT was significantly elevated in the 5-AI group at weeks 7 and 21 post-injection. A significant increase in the expression of FSH-${\beta}$ mRNA was evident in the 5-AI group at week 21 post-injection. In contrast, LH-${\beta}$ mRNA expression did not significantly differ among groups during the experimental period. These results imply that sex change has two stages in the longtooth grouper. In the first stage, oocytes are degenerated by the stimulation by 11-KT, and in the second stage spermatogenesis occurs, owing to the co-effects of 11-KT and FSH-${\beta}$.

2-bromopropane으로 유발된 생식기 장애에서 음양곽 물추출물의 효과 (Effect of Epimedium Koreanum on the 2-Bromopropane Induced-Reproductive Damage)

  • 김주완;김홍태;이성동;임미경;구세광;박현정;오태호;이근우
    • 한국임상수의학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.514-521
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    • 2010
  • 음양곽(Epimedicum Koreanum nakai)은 예부터 생식기 장애치료를 위해 사용되어 왔다. 본 연구에서는 2-브로모프로판(2-bromopropane; 2-BP)으로 유발된 생식기 장애에서 음양곽 물추출물의 생식기장애 치료효과를 평가하였다. 2-BP를 체중kg당 1,355 mg씩 28일간 피하로 투여하여 생식기 장애를 유발하였으며, 음양곽 추출물은 용량별(10, 100, 500 mg/kg)로 4주간 경구투여 하였다. 그 결과 일일정자생성(daily sperm production)은 대조군에 비하여 증가하였으나 용량의존적 감소를 나타내었으며, 정세관과 부고환관에서는 조직학적 유의한 변화를 나타내었다. 이러한 결과는 음양곽물추출이 2-BP로 유발된 생식기장애의 치료에 도움이 될 것으로 생각된다.