Effects of Forskolin and Cholera Toxin on the Maturation of Mouse Oocytes In Vitro

Forskolin과 Cholera Toxin이 배양중인 생쥐 난자의 성숙에 미치는 영향

The present study was undertaken to investigate whether the known adenylate cyclase activators, forskolin and cholera toxin, would affect the germinal vesicle breakdown (GVBD) and the production of cAMP in mouse oocytes in vitro. To do this, in vitro oocyte culture method and adenylate cyclase assay were employed. In response to different concentrations of forskolin (20 to 80 $\\mu$g/ml) added to a culture medium, the percentage of GVBD significantly decreased (56 to 31%) in a dose-dependent manner as compared to that of control (63%). This inhibitory phenomenon by forskolin was reversible since the rate of GVBD was returned to the control level when the oocytes were transferred to a control medium following exposure to forskolin (80 $\\mu$g/ml). Treatment of cholera toxin (10 to 1, 000 ng/ml) was, however, ineffective in suppressing GVBD. When forskolin (10 to 80 $\\mu$g/ml) was added to the mouse oocyte extracts, cAMP production significantly increased by 5 to 18 fold, whereas cholera toxin (10 to 1, 000 ng/ml) was no longer effective. In addition, treatment of guanidyl-imidodiphosphate (GppNHp, 100 $\\mu$M), which is an activator of the regulatory unit of adenylate cycleas, with forskolin did not exhibit any changes in cAMP production as compared to that induced by forskolin alone. Neither cholera toxin nor cholera toxin plus GppNHp (100 $\\mu$M) exhibited any differences in mouse oocytes. From the above results, the suppression of GVBD by forskolin may be mediated by a high level of intracellular cAMP in mouse oocytes. It appears that the changes in intracellular cAMP level may an important role in the mouse oocyte maturation.

본 연구는 adenylate cyclase의 촉진제인 forskolin과 cholera toxin이 생쥐난자의 핵막붕괴 및 cAMP 합성에 미치는 영향을 조사하고자 수행되었다. 체외난자 배양방법과 adenylate cyclase assay 방법을 이용한 연구의 결과는 아래와 같다. 생쥐난자를 4시간 배양한 결과 대조군의 핵막붕괴율은 93%인데 반해서 forskolin (20-40$\\mu$g/ml)이 함유된 배양액에서 배양한 난자의 핵막붕괴율은 56-36%로써, forskolin의 농도에 비례하여 생쥐난자의 핵막붕괴가 현저하게 억제되었다. Forskolin (80 $\\mu$g/ml)을 3시간 처리한 후, 난자를 forskolin이 제거된 배양액으로 옮겼을 때 난자의 핵막붕괴율이 대조군과 비슷한 정도를 나타내고 있어 forskolin에 의한 핵막붕괴 억제현상은 가역적이었다. 한편, cholera toxin (10-1,000 ng/ml)은 생쥐난자의 핵막붕괴를 억제시키지 못했다. Forskolin (10-80 $\\mu$g/ml)을 생쥐난자 추출물에 첨가할 경우 cAMP합성이 5-18배 증가되었으나, cholera toxin (10-1,000 ng/ml)은 효과가 없었다. 덧붙여, adenylate cyclase의 regulatory unit의 촉진제인 guanidylimido-diphosphate (100$\\mu$M)를 forskolin과 함께 처리하여도 forskolin만 처리한 실험군에 비하여 cAMP합성정도에 변화가 없었다. 또한, cholera toxin과 guanidylimido-diphosphate(100$\\mu$M)를 함께 처리하여도 생쥐난자의 cAMP합성은 증가되지 않았다. 이상의 결과에서 forskolin에 의한 생쥐난자의 핵막붕괴 억제 현상은 난자내의 cAMP농도가 높아짐으로써 야기된 것이라 추측되며, 난자내의 cAMP 농도의 변화가 생쥐난자 성숙에 중요한 역할을 수행할 것이라고 사료된다.