The object of this study was to evaluate the effect of uterine epithelial cells on development of Korean native cattle(KNC) oocytes fertilized in vitro. Qocytes were collected from ovaries of slaughtered Korean Native Cows and matured in TCM199 with granulosa cells supplemented with 10% FBS, 5$\mu$g/ml FSH, 10 JU/ml hCG, and 1$\mu$g/ml estradiol-17$\beta$ for 24 hrs. For co-culture of in vitro development of fertilized ova, oviductal epithelial cells (l$\times$l0˚cells /ml) obtained from slaughtered cow and uterine epithelial cells(1$\times$10˚cells /ml) flushed from the superovulated holstein on Day 7 were incubated in 39$^{\circ}C$, 5% $CO_2$, 95% air. Frozen-thawed KNC sperm was capacitated with BO(Brackett & Oliphant, 1975) medium supplemented with 10mM, 5mM-caffein. Matured oocytes were inseminated for 20 hrs. And then fertilized oocytes were washed with culture medium and transferred to oviductal epithelial cells for in vitro development and three days later a portion of embryos were transferred to uterine epithelial cells. Stastical methods of developmental rates on KNC-IVF oocytes was ANOVA-test. Developmental rates of KNC-IVF oocytes was significant higher(P<0.01) when co-cul-tured with uterine epithelial cells(25.2%) than oviductal epithelial cells. Blatocyst cul-tured for 7 to 9 days were frozen by automatic freezer with 1.4M glycerol-PBS. Survival rates of blastocyst was 40.0%. Fourteen frozen-thawed blastocysts were transferred to five holstein heifers on day 7 after natural estrus. Three recipients were observed twin and one recipient was single by ultra-sound systems on days 45 after embryo transfer.
This experiment was investigated the effect of presence of granulosa cells from follicles of different size on bovine oocyte maturation, cleavage and development to late stage. The nuclear and cytoplasmic maturation of oocytes in the IVM-IVF system are critical for subsequent embryo development. Granulosa cells when the co-cultured with oocytes may interact with cumulus-oocytes complexes and influence the development competence of the oocytes. Granulosa cells from medium (2~6 mm) and large(>1O mm) size follicles were recovered by aspiration, washed 3 times by centrifugation at 500 x g for 5 min. and used for co-culture at a concentration of 2~3 x 106 cells/mi. The oocytes were matured in vitro (IVM) for 24 hrs. in TCM-199 supplemented with 35 $\mu$g/ml FSH, 10 $\mu$g/ml LH, 1 $\mu$g/ml estradiol-17$\beta$ and granulosa cells at 39$^{\circ}C$ under 5% $CO_2$ in air. They were fertilized in vitro (IVF) by epididymal spermatozoa treated with heparin for 24 hrs., and then the zygotes were co-cultured in vitro (I VC) with bovine oviductal epithelial cells for 7 to 9 days. The assessment of maturation revealed that Grade J oocytes showed significantly(P
This experiment was investigated the effect of cell stage of embryos at 48 hours post-insemination On in vitro development of IVF embryos. The ovaries of Korean native cows or heifers were obtained from an abattoir and kept on 25 to 28$^{\circ}C$ and transported to laboratorty within 2 hrs. The oocytes were matured in vitro(IVM) for 24 hrs. in TGM-199 supplemented with 35 $\mu$g/$m\ell$ FSH, 10 $\mu$g/$m\ell$ LH, 1 $\mu$g/$m\ell$ estradiol-17$\beta$ and granulosa cells at 39$^{\circ}C$ under 5% $CO_2$ in air. They were fertilized in vitro(IVF) by epididymal spermatozoa treated with heparin for 24 hrs. , and then the zygotes were co-cultured in vitro(IVC) with bovine oviductal epithelial cells for 7 to 9 days. At 48 hrs. post-insemination, the embryos were classfied into 5 to 8-cell, 3 to 4-cell or 2-cell stage and then were co-cultured in vitro(IVC) with bovine oviductal epithelial cells until the embyos reached blastocyst stage. Embryos developed to blastocyst stage were stained with Hoechst 33342 for cell counting. The embryos of 5 to 8-cell stage at 48 hrs. post-insemination with grade I oocytes were significantly (P<0.05) better developed to blastocysts(63.0%) than 3 to 4-cell(42.0%) and 2-cell stage(2.7%) embryos which delayed in the early cleavage, and those embryos cleaved faster in the very early stage seemed to develop to blastocysts earlier. These results indicate that the embryos cleaved faster at 48 hrs. post-insemination seemed to develop to blastocysts earlier.
This study was carried out to investigate the factors affecting development in vitro of follicular oocytes fertilized in vitro in Korean Native Cattle. The bovine ovaries were obtained at a slaughter house and the follicular oocytes were recovered by aspirating the follicular fluid from the visible follciles of 3~6mm. The bovine oocytes were matured in vitro for 20~24 hours in TCM0-199 containing 10% FCS and hormones (0.02AU/ml FSH, 10$\mu\textrm{g}$/ml LH, 1$\mu\textrm{g}$/ml estradiol-17$\beta$). The matured oocytes were fertilized in vitro using Percoll-separated frozen-thawed spermatozoa in BO solution containing caffeine(5mM) and heparin(10$\mu\textrm{g}$/ml). Twenty-four hours after insemination, the oocytes were cultured in vitro and then the effects of cumulus cell layer, co-culture with cumulus cells, bovine oviduct epithelial cells from ampulla or isthmus on development of ova, were studied. The results obtained are summarized as follows : 1. The in vitro development degree of oocytes attached with compact and dense layered cumulus cells was higher than that with 3~4 layered cumulus cells to be 9~16cells(P<0.01). 2. When the in vitro fertilized oocytes were co-cultured with bovine oviduct epithelial cells or cumulus cells, the development rate to be morula was 20.2% and 12.7%, respectively and the rates were higher than that of control, 2.1%(P<0.05). 3. The development rate to be morula was 15.8% and 23.8%, respectively when the in vitro fertilized oocytes were co-cultured with bovine oviduct epithelial cells from ampulla or isthmus, and the rates were higher than that of control, 0%(P<0.05%).
The ovaries of Korean Native cows or heifers were obtained from an abattoir and kept on 20 to $25^{\circ}C$ and transported to laboratory within 2 hrs. The follicular oocystes were collected from 2~6mm follicles in diameter and classified into 3 grades by the morphology of cumulus cells attached. The oocytes were matured in vitro(IVM) for 24 hrs. in TCM-199 supplemented with $23{\mu}g/ml$ FSH, $10{\mu}g/ml$ LH, $1{\mu}g/ml$ estradio-17 ${\beta}$ and granulosa cells at $39^{\circ}C$ under 5% $CO_2$ in air. They were fertilized in vitro(IVF) by incubation for 12 hrs. of epididymal spermatozoa pretreated with heparin, and then the zygotes were co-cultured in vitro(IVC) with oviductal epithelial cells for 7 to 9 days. Assessment of maturation revealed that 93.0%(147/158) of grade I oocytes had expanded of cumulus cells, which was higher(p<0.05) than the 79.4%(85/107) of grade II oocytes. Compared to epididymal sperm(32.9%), the insemination with frozen and thawed sperm resulted in slightly lower(20.5%), but not significant, development to morulae and blastocysts from grade I oocytes. Co-culture of bovine IVF embryos with oviductal epithelial cells improved the development to transferable embryos significantly(38.1%), compared to co-culture with granulosa cells(20.0%). When VF bovine embryos were vitrified at blastocyst, the post-thaw survival rate was obtained higher resulf for 1 min. equilibration time(82.6%) or 2 min.(73.9%) than 3 min.(18.2%) in EFS solution.
성호르몬은 lacrimal system, corneal anatomy and disease, aqueous humor dynamics and glaucoma, crystalline lens and cataract, retinal disease를 포함한 안과영역의 다양한 부위에 영향을 끼칠 수 있다. Androgen은 전신에 걸친 sebaceous glands의 발달, 분화, 지질생성 등에 관여하므로 androgen deficiency는 meibomian gland의 기능장애와 건성안에서 증발을 더욱더 심화시킬 수 있는 것으로 알려져 있다. 반면에 estrogens은 sebaceous glands의 크기, activity, 지질생성을 감소시켜 meibomian gland에서는 androgen과 반대되는 작용을 할 가능성이 있다. 성호르몬은 또한 각막의 구조와 질병경과에도 영향을 줄 수 있는데, 각막이 월경주기 제2일째 및 배란주위기에 두꺼워지며, 폐경 여성에서 여성호르몬 치료 시 각막두께가 증가한다는 사실은 estrogen levels과 각막 두께와의 연관을 시사하는 소견이라고 하겠다. Fuch's dystrophy 역시 폐경 후 여성에서 더 흔히 관찰되어, 나이에 따른 호르몬 변화가 그 원인 중 하나로 지목되고 있으며, vernal keratoconjunctivitis 환자의 각막조직에서는 estrogen과 progesterone 수용체의 overexpresson이 발견되어 역시 이들 질환에서의 성호르몬의 역할을 시사한다고 할 수 있겠다. 성호르몬은 안압에도 영향을 미칠 수 있는데, intraocular pressure와 혈중 luteinizing hormone, follicular stimulating hormone (FSH), estrone, estradiol, progesterone, testosterone과는 연관이 없는 것으로 보고한 결과도 있으나, 혈중 progesterone의 경우 특히 임신중인 여성에서 안압과의 연관관계가 보고되었으며, 또한 폐경 여성에서 혈중 남성호르몬 농도가 높을수록 안압이 상승하는 경향이 있음이 보고되었다. 한편 'Female sex'는 모든 종류의 백내장의 위험요소인 것으로 알려져 있다. 백내장으로 진단받은 여성의 경우 호르몬 측정 시 연령등을 보정하고도 폐경기에 가까운 호르몬 수치를 보였으며, 이들 백내장 환자군내에서는 estradiol과 FSH 농도 사이에 유의한 음의 상관관계가 보고되었다. 또한 DHEAS의 경우 백내장 위험도를 감소시키는 것으로 보고되었고, 그 기전으로 전구호르몬인 DHEA의 역할을 제시되고 있는데. 즉 백내장의 주요 기전 중 하나인 oxidative stress를 감소시키는 antioxidant activity를 DHEA가 보이기 때문일 것으로 추정되고 있다. 성호르몬은 망막 내 혈관의 흐름에도 영향을 줄 수 있는 것으로 알려져 있는데, 안구 내 혈류에서 여성호르몬의 긍정적인 효과와 남성호르몬의 부정적인 효과가 보고되었고, age-related macular degeneration (AMD)의 경우, estradiol이 ER-$\beta$ 수용체를 통해 보호효과가 있음이 보고되어, ER-$\beta$ 수용체가 향후 AMD 치료에서 치료적 target이 될 수도 있을 것으로 알려지고 있다. 또한 DHEAS의 경우 AMD 위험도를 증가시킬 가능성이 있으며, 당뇨로 진단받은 환자에서는 혈중 testosterone 농도는 당뇨병성 망막병증의 진행과 연관이 있는 것으로 보고되었다. 성호르몬은 안과영역의 다양한 질환과의 연관관계는 아직 추가연구가 필요한 실정이나 다양한 성호르몬이 안질환의 발생 및 경과에 영향을 줄 가능성이 있으며, 이와 같은 연관관계가 규명된다면 추후 호르몬을 통해 질환의 경과 및 예방의 가능성이 제시될 수도 있을 것으로 사료된다. 특히 폐경이후 다양한 안질환이 증가한다는 기존의 연구결과들을 고려 시, 안과영역에 있어 폐경기 여성호르몬 치료의 긍정적인 역할에 관해서는 지속적인 관심이 요구된다고 하겠다.
수정란이식에 필요한 다량의 수정란을 생산하는 수단인 배양액과 적정 수정란의 수는 수정란의 체외발달에 많은 영향을 미치므로 이들 관계를 조사하여 수정란의 체외배양체계를 확립하고자 본 연구를 실시하였다. 도축장에서 채취한 난소에서 미성숙 난자를 채란하여 10% FBS가 첨가된 TCM -199 에 LH(10 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$), FSH(35 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$), estradiol-17 $\beta$(1 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$)가 첨가된 체외성숙배양액에서 24시간 동안 배양 후, 동결정액은 Percoll-density gradients(45 vs. 90%)을 이용하여 700 g 에서 30분 동안 처리한 다음, 체외수정배양액 (IVF-Fert)에서 체외수정을 유도하였다. 수정이 확인된 수정란은 50 ${\mu}\ell$ 배양액에 1, 25 또는 50개의 수정란을 난구세포와 공배양을 하여 9일 동안 배양하였다. 일정한 배양액에서 수정란의 수가 체외수정란의 발달에 미치는 요인을 분석하고, 개별배양 또는 그룹배양 시 난구세포와의 공동배양 효과를 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 50 ${\mu}\ell$ 배양액에 1개, 25 또는 50개의 수정란을 수정 후 9일 동안 배양한 결과, 25와 50개의 수정을 배양했을 경우에는 발달율이 36.5 와 26.5%를 보여 1개의 수정란을 배양했을 경우에서의 발달율 6.2% 보다 유의적으로 높은 발달율을 얻었다(P<0.05). 2. 1, 25, 50개의 수정란을 배양시 수정 후 6일째 발달율은 1.0~3.5%였으나, 수정 후 7, 8, 9 일째의 발달율은 1개의 수정란을 배양하는 것보다 25, 50개의 수정란을 배양한 처리구에서 유의적으로 높은 발달율을 얻었다 (P<0.05). 3. 일정한 배양액에서 1, 25 및 50개의 수정란을 배양 시 수정 후 8일째의 배반포 수정란의 세포수를 조사한 결과, 1개의 수정란을 배양시 배반포 수정란의 수는 93.0개였으나, 25, 50개의 수정란을 배양시는 각각 112개의 세포수를 얻어 유의적으로 높은 세포수를 나타내었다 (p<0.01). 4. 일정한 배양액에 1개 또는 25개의 수정란을 난구세포와 공배양을 하거나, 하지 않았을 때의 발달율은 각각 15.0와 3.7% 또는 34.5와 9.0%로서 난구세포와 공배양을 하는 것이 유의적으로 높은 발달율을 나타내었다 (p<0.01 수정 후 8 일째의 배반포 수정란의 세포수도 각각 96.1와 82.0개 또는 116.4 와 96.5개로서 난구세포와 공배양을 한 처리구에서 유의적으로 높은 세포수를 나타내었다 (p<0.01). 이상의 결과를 요약하면, 수정란의 수가 체외수정란의 체외발달에 중요한 영향을 미친다는 것을 알 수 있었으며, 다량의 체외수정란을 생산하여 수정란 이식에 이용하기 위해서는 체외성숙 / 수정된 체외수정란을 일정한 배양액 (50${\mu}\ell$) 에 25, 50개의 수정란을 난구세포와 공배양하는 것이 높은 배 발달율과 세포 수를 얻 을 수 있을 것으로 사료된다.
생쥐의 난자는 특별한 첨가물이나 난구세포 없이 체외 배양해도 성숙율이 높은 반면 돼지 난자의 체외성숙율은 매우 낮다. 본 연구는 이러한 차이의 원인을 연구하기 위하여 생쥐와 돼지 난자의 에너지 생성에 관여하는 유전자인 malate dehydrogenase(Mor2)의 기능을 RNAi를 이용하여 비교 분석하였다. 생쥐와 돼지 각각의 Mor2 double-stranded RNA(dsRNA)를 제작하고, 생쥐는 난구세포를 제거한 미성숙(GV) 난자의 세포질에 mMor2 dsRNA를 미세 주입한 후 16시간 동안 배양하였고, 돼지는 난구세포를 제거하거나(DO) 혹은 그대로인 상태(COCs)로 pMor2 dsRNA를 미세 주입한 후 48시간 동안 배양하였다. 사용한 배양액은 M199에 10%의 porcine follicular fluid, pyruvate, p-FSH, EGF, cystein, estradiol-$17{\beta}$ 등이 첨가된 배양액을 사용하였고, 배양 후 난자의 형태학적 변화를 관찰하고, Mor2 mRNA양의 변화를 RT-PCR로 확인하여 RNAi 결과, 염기서열 특이적으로 Mor2 발현이 억제됨을 확인하였다. 돼지 난자의 pMor2 RNAi 결과, DO 난자에서는 약 58%의 난자가 MI에서 성숙이 억제되었으나, COCs에선 84.4%가 MII로 성숙하는 것을 볼 수 있었다. 이는 돼지의 난구세포가 난자 성숙에 매우 중요하며, 특히 malate 공급에 관여할 것임을 시사한다. 선행 연구 Mor2 RNAi 결과, 생쥐는 GV에서, 본 연구에서 돼지는 MI에서 성숙이 정지되었기 때문에 이러한 차이가 배양액의 차이인지 다시 mMor2 RNAi 후 생쥐 난자를 M199 배양액에 16시간 동안 배양한 후 성숙율을 관찰하였더니 MII로의 성숙율은 62%로 대조군과 비교하여 큰 차이가 없었다(non-injected: 76.8%, buffer-injected: 73.3%). 이는 mMor2 RNAi 결과가 배양액의 조성에 의해 극복될 수 있음을 보여준 결과다. 생쥐와 돼지에서 서로 다른 대사과정을 갖고 있음은 바로 이 두 종에서의 체외성숙율 차이의 원인이 될 수 있을 것이며, 앞으로 두 종에서의 난자와 난구세포간의 상호작용 및 대사 경로 등에 관한 심도 깊은 비교 분석 연구를 통하여 돼지의 체외성숙율을 증가시킬 수 있는 배양 시스템의 개발이 가능할 것으로 기대된다.
It is well known that adipose tissue or body fat has been proved as a crucial component of brain-peripheral axis which can modulate the activities of reproductive hormonal axis in female mammals including rodents and human. Concerning the male reproduction, however, the role of adipose tissue has not been thoroughly studied. The present study was carried out to elucidate the effect of a high-fat (HF) diet on the reproductive system of postpubertal male rats. The HF diet (45% energy from fat, HF group) was applied to male rats from week 8 after birth for 4 weeks. The blood glucose levels, body and tissue weights were measured. Histological studies were performed to assess the structural alterations in the reproductive tissues. To determine the transcriptional changes of reproductive hormone-related genes in hypothalamus and pituitary, total RNAs were extracted and applied to the semi-quantitative reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR). Body weights (p<0.01) and blood glucose levels (p<0.01) of HF group were significantly higher than those of control animals. Similarly, the weights of epididymis (p<0.05), prostate (p<0.01), seminal vesicle (p<0.01) in HF group were higher than control levels. The weights of testis were not changed. The weights of kidney (p<0.001) and spleen (p<0.01) were significantly higher than control levels while the adrenal and pancreas weights were not changed. There were only slight alterations in the microstructures of accessory sex organs; the shape of luminal epithelial cells in epididymis from HF group were relatively thicker and bigger than those from control animals. In the semi-quantitative RT-PCR studies, the mRNA levels of hypothalamic GnRH (p<0.05) in HF group were significantly higher than those from the control animals. The mRNA levels of kisspeptin in HF group tend to be higher than control levels, the difference was not significant. Unlike the hypothalamic GnRH expression, the mRNA levels of pituitary $LH{\beta}$ and $FSH{\beta}$ were significantly decreased in HF group (p<0.05). The present study indicated that the 4-weeks feeding HF diet during the postpubertal period can alter the hypothalamus-pituitary (H-P) neuroendocrine reproductive system These results suggest that the increased body fat and the altered leptin input might disturb the H-P reproductive hormonal activities in male rats, and the changed activities seem to be responsible for the changes of tissue weights in accessory sex organs.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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