• 한국수정란이식학회지
• /
• 제29권4호
• /
• pp.339-344
• /
• 2014

The clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)/CRISPR associated protein (Cas9) system can be applied to produce transgenic pigs. Therefore, we applied CRISPR/Cas9 system to generate FoxN1-targeted pig parthenogenetic embryos. Using single guided RNA targeted to pig FoxN1 genes was injected into cytoplasm of in vitro matured oocyte before electrical activation. In results, regardless of the concentrations of vector, the cleavage rate were significantly (p<0.05) decreased ($4ng/{\mu}l$, 51.24%; $8ng/{\mu}l$, 40.88%; and $16ng/{\mu}l$; 45.22%) compared to no injection group (70.44%). The blastocyst formation rates were also decreased in vector injected 3 groups ($4ng/{\mu}l$, 7.96%; $8ng/{\mu}l$, 6.4%; and $16ng/{\mu}l$; 9.04%) compared to no injection group (29.07%). In addition, the blastocyst formation rates between sham injected group (13.51%) and no injection group (29.07%) also showed significant difference (p<0.05). The mutation rates were comparable between groups ($4ng/{\mu}l$, 18.4%; $8ng/{\mu}l$, 12.5%; and $16ng/{\mu}l$; 20.0%). The sequencing analysis showed that blastocysts derived from each group were successfully mutated in FoxN1 loci regardless of the vector concentrations. However, the deletion patterns were higher than the patterns of point mutation and insertion regardless of the vector concentrations. In conclusion, we described that cytoplasmic microinjection of FoxN1-targeted CRISPR/Cas9 vector could efficiently generate transgenic pig parthenogenetic embryos in one-step.

• 한국동물학회지
• /
• 제27권1호
• /
• pp.13-24
• /
• 1984

산개구리의 germ plasm 및 축결정 세포질에 미치는 자외선의 영향을 수량적, 시간적으로 조사하였다. 산개구리 난의 식물극을 수정 후 60분경에 1,600 $ergs/mm^2$이상의 자외선을 조사하였을때 40%이상의 시원생식세포의 수가 감소하였으나, 그 이하의 양에서는 전혀 영향이 없었다. 그러나 1,600 $ergs/mm^2$부터는 시원생식세포 수의 감소 정도는 자외선의 양에 비례하였다. 또 신경관 형성에 전혀 영향을 미치지 않으면서 시원생식세포의 형성을 완전히 억제시키는 자외선의 양은 4,800 $ergs/mm^2$이었다. 이에 4,800 $ergs/mm^2$의 자외선을 수정 후 일정한 시간간격으로 조사하여 germ plasm에 미치는 자외선의 영향을 조사하였다. 그 결과 자외선이 조사된 시기가 이를수록 시원생식세포수의 감소가 크며, 수정후 60분부터 차츰 감소율이 줄어 들다가 3분열 이후에는 자외선의 효과가 거의 없음을 관찰하였다. 또한 시원생식세포와 축형성에 미치는 자외선의 영향을 시기적으로 비교한 결과 산개구리난의 축결정이 다른 무미양서류에서와 같이 수정에서 제1분열 사이의 $0.7\\sim0.8$시기 이전에 이루어지므로 그 이후에는 자외선의 감응도가 급격히 저하되었다. 그러나 germ plasm의 자외선에 대한 감응도는 훨씬 늦게까지 지속되어 8구기에 이르기까지 그 영향이 나타났다.

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

• 한국수정란이식학회지
• /
• 제19권3호
• /
• pp.245-255
• /
• 2004

포유동물 난자의 체외수정은 외래유전자 도입에 의한 형질전환동물 생산과 우수한 형질을 가진 개체의 보존, 인간의 불임연구 등과 같은 수정란이식 기술로서 널리 이용되고 있다. 돼지 난포란을 이용한 체외수정란의 생산은 초기단계인 체외성숙 기술의 미확립, 그로인한 체외수정 시 높은 다정자 침입율과 불완전한 웅성전핵 형성 몇 체외발달능 정지현상(cell blocking) 등 어려움 때문에 아직도 다른 가축보다 양질의 수정란을 생산하기가 어려운 것으로 알려져 있다. 이와 같은 것을 해결하기 위하여 많은 연구자들은 배양액내에 hormon, growth factor, antioxdants 등과 같은 외인성 인자들을 첨가하고 있다. 이들 인자 중 antioxdant는 free radical을 소거하고 과산화물 생성을 억제하여 난자를 산화적 스트레스로부터 보호한다. 따라서 본 연구는 돼지 난포란으로부터 체외수정란의 생산에 있어서 배양액내 cysteine, catalase 및 glutathione의 첨가가 체외성숙, 체외수정 및 체외배양에 어떤 영향을 미치는지를 검토하였다. 실험 1은 체외성숙용 배양액인 TCM-199 용액에 catalase(100, 200, 500U/$m\ell$)와 glutathione(0.5, 1.0, 1.5mM/$m\ell$)의 첨가, 실험 2는 성숙된 난자의 체외수정용 배양액인 mTBM 용액에 cysteine(0.1, 1.6, 1.0mM/$m\ell$), catalase(100, 200, 500U/$m\ell$)와 glutathione(0.5, 1.0, 1.5mM/$m\ell$)의 첨가, 실험 3은 체외성숙 및 체외수정된 난자의 체외배양용 배양액인 NCSU-23 용액에 cysteine(0.1, 1.6, 1.0mM/$m\ell$), catalase(100, 200, 500U/$m\ell$)와 glutathione(0.5, 1.0, 1.5mM/$m\ell$)을 첨가하여 배반포로의 배 발달율을 관찰하였던 결과는 다음과 같다. 1. 체외성숙시 catalase의 경우는 500U 첨가군의 27.2%로 무첨가군의 15.4%보다 유의하게 높았다(p<0.05). 한편 glutathione의 경우 배반 포로의 배 발달율은 무첨가군과의 차이는 없었다. 그러나 1.0mM 첨가군에서 상실배까지의 배 발달율인 72%는 무첨가군의 53.9%보다 유의하게 높았다(p<0.05). 2. 체외수정시 여러 종류의 항산화제 첨가는 첨가하는 농도와 관계없이 배반포로의 배 발달율은 무첨가군과 차이가 없었다. 3. 체외배양시 여러 종류의 항산화제 첨가는 첨가하는 농도와 관계없이 배반포로의 배 발달율은 무첨가군과 차이가 없었다. 이상의 결과를 종합적으로 하면 돼지 난포란을 이용한 배반포의 체외생산에 있어서 배양액내 항산화제의 첨가는 체외성숙단계에서만 효과적이었다. 이것은 아마도 항산화제가 체외성숙 시 난포란 내에서 일어나는 여러 가지 생화학 반응의 처리시간과 관련하여 활성화시킴으로써 난포란의 생존력을 높인 것이라고 사료되기 때문에 앞으로는 돼지 난포란의 효율적인 체외성숙에 대해서 배양액내 첨가물질은 물론 나아가서 방법론적인 측면에서 더욱 연구되어져야 할 것이다.

• 한국수정란이식학회지
• /
• 제21권2호
• /
• pp.101-107
• /
• 2006

본 연구는 돼지 수정란의 체외 성숙 및 체외 배양액의 retinol 첨가 효과를 규명하기 위하여 체외 성숙 및 체외 배양액에 retinol을 첨가하여 수정란의 체외 발달에 미치는 영향을 구명하고자 수행되었다. 체외 성숙 배양액에 retinol을 첨가한 결과 성숙율은 $66.7{\pm}6.0{\sim}69.2{\pm}5.3%$으로 각 처리구 간의 유의적인 차이가 없었다(p>0.05). 체외 수정 후 배반포로의 발달율은 $5{\mu}M$ 첨가구에서 $20.4{\pm}2.6%$의 발달율을 나타내어 타 처리구에 비하여 유의적으로(p<0.05) 높게 나타났으며, $10{\mu}M$ 첨가구에 있어서는 분할율과 배반포로의 발달율이 타 처리구에 비하여 유의적으로(p<0.05) 낮게 나타났다. 정상 수정율은 $59.3{\pm}9.6{\sim}73.0{\pm}7.3%$로 처리구간에 차이가 없었다. 다정자 침입율은 처리군 간에 유의차는 인정되지 않았다(p>0.05). 배반포로의 발달 후 세포수를 비교한 결과 대조구($29.8{\pm}1.0$)에 비해 $5{\mu}M(37.0{\pm}1.6)$ 첨가구에서 유의적으로(p<0.05) 많은 세포수를 나타내었다. 체외 배양액에 retinol을 첨가한 후 발달율을 조사한 결과, 난할률, 상실배 및 배반포로의 발달율에서 모두 효과를 나타내지 못하였으며, 특히, $10{\mu}M$의 처리구에서는 대조구를 비롯한 타 처리구들보다 유의적으로(p<0.05) 발달율이 낮게 나타났다. 체외 성숙 배지와 체외 배양액 모두 retinol을 첨가한 결과 배반포로의 발달율에 있어서 각 처리구간의 유의적인 차이는 없었다. 이상의 결과를 종합할 때, 돼지 체외 성숙 배양액에 5 uM의 retinol의 첨가는 발달율과 세포수에 있어서 유의적으로(p<0.05) 효과적이었으며 10uM에서는 유해한 결과를 나타내었다.

• 대한수의학회지
• /
• 제32권1호
• /
• pp.15-24
• /
• 1992

클로미펜 시트레이트가 배란반응, 난자의 형태, 난소 스테로이드 생성 및 수정란 발육에 미치는 영향을 PMSG 처리한 랫드에서 조사하였다. 먼저 세가지 용량(0.05mg, 0.1mg 및 1.0mg)의 클로미펜 시트레이트 또는 부형제를 미성숙의 Sprague Dawley 암컷에 일령 25일부터 27일까지 3일간 투여하였다. 그후 28일령에 이들 모든 암쥐에게 4IU PMSG를, 30일령에는 1.0mg 클로미펜 시트레이트가 처치된 일부의 암쥐에게 10IU hCG를 추가로 투여하였고, 31일령에 모두 도살하였다. 한편 4IU PMSG와 더불어 0.1mg클로미펜 시트레이트 또는 부형제를 투여한 일부의 암쥐는 숫쥐와 교미시킨 다음 임신 2일부터 5일까지 매일 도살하였다. 클로미펜 시트레이트의 용량을 증가시킴에 따라 배란반응(배란율 및 평균 배란난자의 수)과 난소중량이 대조군에 비하여 현저히 감소하였고 반면 배란난자의 변성율(%)은 그 용량에 비례하여 증가하였다. 클로미펜 시트레이트에 의한 배란반응 및 난소중량의 억제적 반응은 10IU hCG 추가투여에 의하여 완전히 대조군 수준으로 회복되었다. 그리고 클로미펜 시트레이트의 투여용량의 증가는 프로제스테론과 안드로젠의 혈장치 감소와 더불어 에스트라디올의 혈장치를 현저하게 증가시켰다. hCG의 추가투여는 이러한 클로미펜 시트레이트 작용에 의해 증가된 에스트라디올치를 현저하게 감소시키고 감소된 프로제스테론치를 증가시키는데 효과적이었다. 0.1mg의 클로미펜 시트레이트를 투여한 임신 랫드로부터 회수한 수정란은 전기간에 걸쳐 그 변성율(%)의 현저한 증가와 아울러 특히 임신 3일부터 그 수가 유의성있게 감소하였다. 클로미펜 시트레이트 투여에 의한 수정란의 난분할 속도도 임신 3일부터 대조군에 비하여 현저하게 지연되었으며 아울러 회수된 수정란의 난분할율(%)도 전기간에 걸처 대조군보다 지속적으로 저하되었다. 위의 결과는 흰쥐에 있어서의 클로미펜 시트레이트 투여에 의한 배란억제반응과 아울러 그 작용기전에 성선자극호르몬의 분비억제 또는 차단작용이 포함됨을 증명하였고 이 약제의 투여에 의한 난자의 형태적 정상성과 수정란발육에 대한 유해효과는 수정이전 시기에 있어서의 난소스테로이드 생성 특히 에스트라디올의 증가에 기인함을 제시한다.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
• /
• 제26권1호
• /
• pp.9-20
• /
• 1999

The genetic defects in human gametes and embryos can cause adverse effects on overall reproductive events. Biopsy of embryos for preimplantation genetic diagnosis (PGD) offers a new possibility of having children free of the genetic disease. In addition, advanced embryo culture method may enhance the effectiveness of embryo biopsy for the practical application of PGD. This experimental study was undertaken to evaluate the effects of coculture on the development in vitro of biopsied mouse embryos as a preclinical model for PGD of human embryos. Embryos were obtained after in vitro fertilization (IVF) from F1 hybrid mice (C57BLfemale/CBAmale). Using micromanipulation, 1, 2, 3 or 4 blastomeres of 8-cell stage embryos were aspirated through a hole made in the zona pellucida by zona drilling (ZD) with acidic Tyrode's solution (ATS). After biopsy of blastomeres, embryos were cultured in vitro for 110 hours in Ham's F-10 supplemented with 0.4% BSA or cocultured on the monolayer of Vero cells in the same medium. The frequence of blastocyst formation were recorded, and the embryos beyond blastocyst stage were stained with 10% Giemsa to count the total number of nuclei in each embryo. There was no significant difference in the blastocyst formation between the zona intact control group and the zona drilling (ZD) only, or biopsied groups. The hatching rate of all the treatment groups except 4/8 group was significantly higher than that of control group. In all the treatment groups, there was a significant reduction in the mean cell number of embryos beyond blastocyst stage ($50.2{\pm}14.0$ in control group vs. $41.2{\pm}7.9$ in ZD, $39.3{\pm}8.8$ in 7/8, $29.7{\pm}6.4$ in 6/8, $25.1{\pm}5.7$ in 5/8, and $22.1{\pm}4.3$ in 4/8 groups, p<0.05). When the same treatments were followed by coculture with Vero cells, a similar pattern was seen in the blastocyst formation and the hatching rate. However, in all the treatment groups, there was a significant increase in the mean cell number of embryos beyond blastocyst stage with coculture, compared with the parallel groups without coculture. In the cleavage rate of biopsied blastomeres cultured for 110 hours after IVF, there was no significant difference between coculture and non-coculture groups (87.2% vs. 78.7%). However, the mean cell number of embryos developed from the biopsied blastomeres was significantly higher in coculture group ($11.5{\pm}4.7\;vs.\;5.9{\pm}1.9$, p<0.05). In conclusion, biopsy of mouse embryos after ZD with ATS is a safe and highly efficient method for PGD, and coculture with Vero cells showed a positive effect on the development in vitro of biopsied mouse embryos and blastomeres as a preclinical model for PGD of human embryos.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
• /
• 제20권9호
• /
• pp.1354-1360
• /
• 2007

The aim of this study was to evaluate if oocytes, aspirated from postovulatory ovarian follicles of superovulated rabbits 14 h post-hCG administration, could be efficiently used as ooplasm recipients for somatic cell nuclear transfer (SCNT). Within a common SCNT protocol, a comparison between oocytes recovered by direct aspiration (aspirated) from available ovarian follicles and oocytes flushed out from oviducts (flushed) was carried out. The results showed that maturation and enucleation rates of aspirated oocytes were 70.7% and 69.2%, significantly lower than 95.3% (p<0.01) and 83.6% (p<0.05), respectively, from flushed oocytes. However, following enucleation of matured oocytes as ooplasm recipients for SCNT, no difference was recorded in fusion and cleavage rates, as well as blastocyst development from cleaved embryos or hatching of blastocysts between aspirated and flushed groups. Additionally, some matured aspirated and flushed oocytes were also used for immediate parthenogenetic activation and the resulting embryo development was not significantly different. Results from this study show the following: i) the majority of oocytes aspirated from postovulatory ovarian follicles of superovulated rabbits 14 h post-hCG administration are matured and can be used directly as ooplasm recipients for SCNT; ii) the reconstructed embryos derived from these oocytes have similar in vitro developmental ability to those flushed from the oviducts.

• 한국동물학회지
• /
• 제27권3호
• /
• pp.127-136
• /
• 1984

Xenopus 수정란을 중력에 대해 새로운 방향으로 기울이거나 연속회전시키는 일련의 방법을 통하여 배/복측 극성 (dorsal/ventral polarity) 형성에 관계되는 다음과 같은 사실을 알게 되었다. (1) 수정 후 난을 $15^\\circ, 30^\\circ, 45^\\circ 및 60^\\circ$ 각도로 기울인 채 발생시키면 원구배순부는 보통중력의 반대쪽에 형성되었으며, $15^\\circ에서 60^\\circ$로 기울이는 각도를 증가시킬수록 변경되는 율도 증가하였다. (2) 자외선을 조사한 수정란을 제 1 분열전 $15^\\circ, 30^\\circ, 45^\\circ, 60^\\circ$등의 각도를 유지한 상태에서 발생시킨 결과 자외선에 의한 축형성의 발생결함이 회복되었으며 이때 기울이는 각도가 클수록 그 회복율도 증가하였다. (3) 여러 속도의 정속회전대 (clinostat)상에서 수정란을 발생시킬 경우 비교적 저속인 $0.45 \\sim 9.0$ rph에서는 원구배순부의 형성 장소가 난의 회전방향에 의존하였으나, $40 \\sim 360$ rph에서는 무작위한 방향으로 나타났다. 한편 정속회전대를 경험한 embryo는 대부분 정상적인 발생을 보였으나 축형성상의 결함을 보이는 개체도 아울러 관찰되었다. 이상과 같은 결과들을 배/복측 극성 결정기작과 연관지어 논의하였다.

• Reproductive and Developmental Biology
• /
• 제38권3호
• /
• pp.93-98
• /
• 2014

The objective of this study was to investigate the changes of oxidative stress and antioxidant enzyme during in vitro development with washing culture oil in porcine embryos. During the culture, the four types of culture oil such as paraffin oil with or without washing and mineral oil with or without washing were examined. The oil was washed with PZM-3 during 7 days and collected oil only. The embryos were stained with CellTracker$^{TM}$ Red, DCFDA and Hoechst 33342 to confirm the effects of the oil. As a results, Cleavage rates and total cell number were no difference among the four oil groups. However, ${\geq}16$ cell embryos were significantly different in fore type oil treatment and blastocyst rate was significantly higher washing paraffin treatment than in other group(p<0.05). Also, the expression of free radical were lower in washing paraffin oil than in other groups (p<0.05). On the other hand, the expression of glutathione were not significant different among paraffin oil with or without washing and mineral oil with or without washing, however washing paraffin oil and washing mineral groups were higher than other treatment groups. In conclusion, the washing oil was expected with positive effects on in vitro development in porcine embryos.