Influence of the Substrate and Inhibitors Related to Phosphatidylinositol Metabolism in the Maturation Processes of Porcine Oocytes

돼지 난모세포의 성숙과정에서 Phosphatidylinositol 대사의 기질 및 억제인자의 영향

We evaluated the effects of the substrate and inhibitors related to phosphatidylinositol metabolism on in vitro maturation and fertilization of porcine oocytes. Cumulus-oocyte complexes were cultured in mTLP-PVA medium supplemented with or without inositol (250 mM) fur 46h. Subsequently, these oocytes were inseminated with fresh boar semen in mTALP-PVA medium for 6h. At 6h after insemination, oocytes were cultured for further 12 h in TCM-199 supplemented with 10% FBS (fetal bovine serum). The higher percentage of oocytes in inositol-supplemented medium reached metaphase of the second meiotic division compared to those in control (81.4% vs. 67.3%; P<0.()5). following 18 h of insemination, more number of male pronuclei were formed in the oocytes matured in inositol-supplemented medium than in those of control experiment (42.0% vs. 27.3%; P<0.05). When oocytes were cultured in medium with 10mM LiCl (chloride lithium) or 0.5mM dbcAMP (dibutyryl cyclic adenosine monophosphate) to determine the role of inositol on the maturation of oocytes, these two drugs inhibited the meiotic division of oocytes (P<0.05). However, addition of inositol to the culture medium did overcome the inhibitory effect of these drugs on the oocyte maturation. DbcAMP and verapamil supplemented synergistically arrested the meiotic division of oocytes. Addition of verapamil did not inhibit germinal vesicle breakdown, but it severly inhibited the second meiotic division of oocytes. These results suggest that inositol exert its improving effects on maturation, by activating the PI (phosphatidylinositol) cycle and causing beneficial changes in both cytoplasm and membrane of oocytes.

본 연구는 phosphatidylinositol 대사의 기질 및 억제물질이 돼지 난모세포의 체외 성숙·수정에 미치는 영향에 대하여 실험을 하였다. 난모세를 inositol (250 mM) 첨가 또는 무첨가한 mTLP-PVA 배양액에서 46시간 체외배양하였다. 성숙이 완료된 난모세포는 신선 돼지정액을 이용하여 6시간 동안 mTALP-PVA 배양액에서 체외수정을 시켰다. 수정 후 6시간에 이들 난모세포를 10% 혈청을 첨가한 TCM-199 배양액에서 추가로 12시간 배양하였다. 제 2성숙분열중기로 성숙한 남모세포의 비율은 대조구 (67.3%)에 비하여 inositol (81.4%)을 첨가하여 46시간 체외성숙시킨 난모세포에서 더 높았다 (P<0.05). 체외수정 후 18시간에 웅성전핵 형성율은 대조구의 27.3%보다 inositol (42.0%)을 첨가한 배지에서 성숙시킨 난모세포에서 더 높게 나타났다 (P<0.05). 난모세포의 성숙에 대한 inositol의 작용을 조사하기 위하여 LiCl (10 mM) 또는 dbcAMP (0.5 mM)를 첨가한 배지에서 난모세포를 배양하였을 때, 이들 두 약제는 난모세포의 성숙을 억제하였다 (P<0.05). 그러나 이 두 약제의 억제작용은 inositol 첨가에 의해 해제되어 대조구 수준까지 성숙율이 개선되었다. DbcAMP와 verapamil은 상승작용을 하여 난모세포의 성숙을 억제하였다. Verapamil을 단독으로 첨가하였을 때, 난모세포의 성숙분열 개시에는 영향이 없었으나 제 2성숙분열중기로의 성숙은 억제되었다. 이상의 결과로부터, inositol 첨가에 의해 PI-Cycle이 활성화되어 간모세포의 핵 및 세포질 성숙과 막의 변화가 유도되어 난모세포의 성숙이 inositol 첨가에 의해 개선되었다는 것이 시사되었다.