• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제46권4호
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• pp.345-350
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• 2003

목 적 : 세균성 뇌수막염은 높은 사망률과 후유증을 가져오는 심각한 소아에서의 감염성 질환 중 하나이다. 본 연구에서는 이미 알려진 뇌척수액 latex 응집검사의 진단적 가치 외에도 추적검사에서 예후 예측 인자로서 유용성을 알아보고자 하였다. 방 법 : 1997년 1월부터 2002년 6월까지 세균성 뇌수막염으로 진단받고 이화의대 목동병원에서 입원치료 받았던 25명의 환아들중 뇌척수액 세균배양검사와 latex 응집검사가 모두 양성이었던 19명을 대상으로 하였다. 의무기록에서 임상증상, 뇌척수액 소견, 방사선학적 소견 그리고 신경학적 후유증에 대해 조사하였다. 뇌척수액 추적검사는 항생제 치료 후 3, 7, 14, 21일 그리고 28일에 시행하였고, 3일째 음성이 된 환아들을 I군으로, 3일 이후에도 지속적으로 양성으로 남아있는 환아들을 II군으로 나누었다. 결 과 : 대상 환아 19명의 평균 나이는 $10.6{\pm}12.3$개월(2-33개월)이었고, 원인균으로는 H. influenzae type b 11명(57.9%), Group B Streptococcus 4명(21.1%), S. pneumoniae 3명(15.7%), 그리고 E. coli 1명(5.3%)이였다. I군은 10명(52.6%), II군은 9명(47.4%)이였다. 뇌척수액 추적검사에서 세균배양검사는 3일째 모두 음성화되었고, latex 응집 추적검사는 3일째 9명(47.4%)에서 양성이었고, 7일째 31.6%, 14일째 26.3%, 21일째 10.5%에서 양성이었고, 28일째에 모두 음성이 되었다. I군에서는 2명(20.0%)에서 경막하삼출 소견을 보였다. II군에서는 9명(100.0%) 모두에서 경막하 삼출을 보였고, 이 중에서 44.4%에서 뇌수종 또는 뇌연화 소견을 보였다. 신경학적 후유증은 II군에서 감각신경성난청 1명, 경련성 질환 1명 그리고 우측반신마비 1명이 발생했고, I군에서는 발생하지 않았다. 결 론 : 세균성 뇌수막염 치료 시 뇌척수액 latex 응집 추적검사를 실시하는 것은 치료 초기에 신경학적 예후를 예측하는데 유용하였다.

• 한국작물학회지
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• 제40권6호
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• pp.757-767
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• 1995

야생종 보리(H. bulbosum)을 이용한 반수체 육종은 보리 육종에 있어서 육종 년한 단축 등 탁월한 육종 효과가 인정되고 있으나 이 방법을 실용화 하기 위해서는 해결해야 할 문제가 많다. 그중에도 종간 교잡에서 얻은 소수의 반수체 배를 안정적으로 보리 육종에 적용하기 위한 system을 개발코자 실시하였다. 이를 위하여 callus 배양을 위한 적정 2,4-D농도와 유기 식물체에 대한 발근촉진에 필요한 적정 IAA농도 선발 및 염색체 배가에 관한 시험에서 얻은 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. Callus유기율은 3ppnm 2,4-D구에서 미성숙 배가 35.6% 성숙 배에서 4.4%였으며, 5ppm구에서 미성숙 배가 33.8%, 성숙 배가5.6%로서 미성숙 배가 성숙 배보다 월등히 높았다. 2. Callus 당 식물체 유기율은 미숙 배에서 6.16개체, 성숙 배에서 5.75 개체로서 Callus를 유도한 배의 성숙도와는 무관하였으며 2,4-D 농도별로는 미성숙배 구에서 3ppm이 5ppm 보다 약간 높은 경향이 었다. 3. 발근 촉진을 위한 IAA농도별 반응 시험에서는 callus에서 유도한 식물체엑서 Ippm, 5ppm구에서 평균 뿌리 길이와 수가 각각 18.4mm, 5.2개와 I5.1mm, 3.9개로 대조구에서의 7.9mm, 3.6개보다 월등히 촉진되었으나, 30ppm에서는 뿌리 길이와 수가 6.4mm, 3.4 개로서 대조구보다 감소되었고 뿌리가 생성될 신초기부에 갈변화 현상이 심하였다. 4. 한편 정상적인 배에서 얻은 식물체에서는 반대로 대조구의 평균 뿌리 길이와 수가 14.8mm,4.9개로서 어느 처리구보다 발근이 좋았으며, IAA 농도가 증가할수록 뿌리 신장이 비례적으로 억제되었다. 5. 반수체의 염색체 배가를 위한 콜히친 처리시송풍 효과를 본 바, 낮은 온도(15$^{\circ}C$)에서는 효과가 크게 인정되었으나 높은 온도($25^{\circ}C$)에서는 배가의 효과없이 식물체 고사율만 증가시켰다.

• 유기물자원화
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• 제2권2호
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• pp.53-63
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• 1994

예취빈도가 다른 조건에서 무기태 질소와 액상구비의 시용수준이 Reed canargrass 의 건물수량에 미치는 영향을 액상구비의 질소이용효율을 중심으로 검토하였다. 무기태 질소의 시용에 대한 액상구비의 상대건물수량은 연간 3회 예취구에서 84.3%, 4회 예취구에서 77.9%, 그리고 5회 예취구에서 81.2%를 나타내어 액상구비의 시용효과가 높았다. 무기태 질소의 건물생산효율(kgDM/kgN)은 모든 예취구에서 30kg/ha/cut 수준에서 가장 높았으며, 예취빈도에서는 3회 예취구가 질소 1kg당 23.9kg의 건물수량을 나타내어 다른 예취구보다 높았다. 그러나 전질소량(kgTN/kgN) 의 증가에서는 예취빈도에 따른 차이가 인정되지 않았다. 액상구비의 건물생산효율(kgDM/kgN) 은 3회와 4회 예취구에서는 30kg/ha/cut 수준, 5회 예취구에서는 60kg/ha/cut 수준에서 가장 높았으며, 전질소량(kgTN/kgN) 에서는 3회 예취구에서 0.11kg이었으나, 4회와 5회 예취구에서는 20kg 이상이었다. 무기태 질소에 대한 액상구비의 상대건물생산효율은 3회 예취구에서 33.1%, 4회 예취구에서 52.1%, 5회 예취구에서 50.0%였으며, 상대전질소량은 3회 예취구에서 28.9%, 4회 예취구에서 51.3%, 그리고 5회 예취구에서 55.3%를 나타내었다.

• 한국식품과학회지
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• 제25권5호
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• pp.449-455
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• 1993

장염 패혈증균으로 알려진 Vibrio vulnificus는 비교적 최근에 알려진 호염성균으로 이 균이 잠복된 어패류를 생식하면 사람에게 패혈증을 일으키며 높은 사망률을 나타내고 있다. 또한 이 균은 주로 해양환경에 서식하며 수온이 높은 하절기에 발생되고 있다. 본 실험에서는 전남 해안지역에서 해수, 개펄, 수족관내의 어패류와 주방환경의 시료원에서 장염 패혈증균의 분리율과 해수와 개펄의 이화학적인 성상과 일반 미생물 수, Vibrio균 수, Coloform 세균수의 분포를 조사한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다. 즉 조사된 총 314건의 시료원 중에서 37.9%의 Vibrio 균종의 분리율을 보였으며 V. vulnificus가 7.1%, V parahemolyticus가 9.6%, V. alginolyticus가 12.4%, V. sp.가 8.9%가 나타났다. 또한 V. vulnificus의 시료원별 분리율은 해수에서 33.3% 개펄에서 55.6%, 수족관내 어패류에서 1.7%, 주방환경에서 6.3%로서 개펄에서 가장 높은 분리율을 보였다. 각 지역별 V. vulnificus의 분리율은 대략3.6%에서 11.4%의 범위를 가지고 있었으며 무안, 해남에서 10% 이상의 높은 분리율을 보였다. 그러나 지역별의 분리율 차이는 크게 인정되지 않는 경향이었다. 어패류에 있어서 V. vulnificus의 분리율은 1.7%였으며 주방환경에서는 6.3%였다. 어종별에 따른 차이는 인정할 수가 없었고 행주와 도마에서 높은 분리율을 보였다. 전남 각 지역별의 해수의 이화학적 성상은 염도가 $13.3{\sim}24.8%$, pH는 $7.64{\sim}8.36$, COD는 $0.8{\sim}12.6ppm$, 총인은 $0.003{\sim}0.175ppm$, 총질소량이 $0.219{\sim}1.634ppm$의 범위를 가지고 있었다. 개펄의 이화학적 성상은 총 유기물량이 $2.12{\sim}8.26%$, COD량이 $0.539{\sim}1.562ppm$, 총인은 $0.012{\sim}0.203ppm$, 총질소량이 $0.244{\sim}1.738ppm$의 범위로 나타났다. 한편 해수의 총세균수는 $4.5{\times}10^3{\sim}3.5{\times}10^5\;CFU/ml$, Vibrio 균수는 $1.8{\times}10^2{\sim}4.6{\times}10^3\;CFU/ml$, Coliform 세균수는 $1.9{\times}10^1{\times}3.7{\times}10^2\;CFU/100ml$이었으며, 개펄의 총 세균수는 $4.8{\times}10^3{\sim}5.2{\times}10^5\;CFU/ml$, Vibrio 균수는 $1.9{\times}10^2{\sim}8.4{\times}10^4\;CFU/ml$, Coliform 세균수는 $7.2{\times}10^1{\sim}9.9{\times}10^2\;CFU/100ml$으로 나타났다.

• Toxicological Research
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• 제33권2호
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• pp.107-118
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• 2017

Although alternative test methods based on the 3Rs (Replacement, Reduction, Refinement) are being developed to replace animal testing in reproductive and developmental toxicology, they are still in an early stage. Consequently, we aimed to develop alternative test methods in male animals using mouse spermatogonial stem cells (mSSCs). Here, we modified the OECD TG 489 and optimized the in vitro comet assay in our previous study. This study aimed to verify the validity of in vitro tests involving mSSCs by comparing their results with those of in vivo tests using C57BL/6 mice by gavage. We selected hydroxyurea (HU), which is known to chemically induce male reproductive toxicity. The 50% inhibitory concentration ($IC_{50}$) value of HU was 0.9 mM, as determined by the MTT assay. In the in vitro comet assay, % tail DNA and Olive tail moment (OTM) after HU administration increased significantly, compared to the control. Annexin V, PI staining and TUNEL assays showed that HU caused apoptosis in mSSCs. In order to compare in vitro tests with in vivo tests, the same substances were administered to male C57BL/6 mice. Reproductive toxicity was observed at 25, 50, 100, and 200 mg/kg/day as measured by clinical measures of reduction in sperm motility and testicular weight. The comet assay, DCFH-DA assay, H&E staining, and TUNEL assay were also performed. The results of the test with C57BL/6 mice were similar to those with mSSCs for HU treatment. Finally, linear regression analysis showed a strong positive correlation between results of in vitro tests and those of in vivo. In conclusion, the present study is the first to demonstrate the effect of HU-induced DNA damage, ROS formation, and apoptosis in mSSCs. Further, the results of the current study suggest that mSSCs could be a useful model to predict male reproductive toxicity.

• 대한수의학회지
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• 제41권2호
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• pp.203-210
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• 2001

방사선 피폭선량의 예측을 위한 방사선 민감 지표 모델 개발을 위하여 코발트-60 감마선과 의료용 싸이크로트론 50 MeV($p{\to}RBe^+$) fast neutron을 0.25 Gy에서 1 Gy의 선량을 랫드에 각각 전신 조사한 후 말초혈액내 임파구와 소장에 음와세포의 형태학적 변화를 apoptotic fragment assay법을 이용하여 관찰하였다. 모든 방사선조사군에서 음와세포와 말초 임파구에 아포토시스의 유도가 증가된 것이 관찰되었으며, 이것은 방사선이 방사선 민감세포의 아포토시스 유도를 자극한 것으로 보인다. 상기의 결과는 아포토시스가 손상된 세포를 제거하므로 손상된 방사선 민감 표적 장기의 항상성 유지에 중요한 역할을 하는 것으로 판단되었다. Apoptotic fragments의 발생빈도에 대한 선량-반응곡선에 있어서 음와세포는 중선자 조사군이 $y=0.3+(6.512{\pm}0.279)D(r^2=0.975)$으로, 반면에 감마선 조사군은 $y=0.3+(4.435{\pm}0.473)D+(-1.300{\pm}0.551)D^2(r^2=0.988)$의 식을 얻었다. 그리고 말초 임파구에서는 감마조사군이 $y=3.5+(118.410{\pm}10.325)D+(-33.548{\pm}12.023)D^2(r^2=0.992)$의 식으로 나타났다. 이와 같이 감마선조사군은 공히 linear quadratic model 이였으나 중성자조사군은 linear model 로 관찰되었다. 조사된 세포의 종류와 상관없이 apoptotic fragments의 발생빈도와 조사 선량간의 유의한 효과가 있는 것으로 확인되었다. 이상의 결과에서 조사선량의 증가와 비례하여 방사선 민감 세포의 apoptotic fragments가 수적으로 증가하였으며, 고준위 방사선이 저준위 방사선보다 선량 반응 곡선과 시간 경과에 따른 영향이 보다 강한 것으로 인지되었으며, 음와세포의 apoptosis 유도에 대한 중성자선의 방사선 생물학적 효과비(RBE)는 1.919 였다. 그리고 모든 방사선조사군에서 방사선피폭 후 4시간과 6시간에 apoptosis 유도가 가장 많았으며, 음와세포의 형태학적 소견은 정상 대조군에서 관찰되지 않는 전형적인 apoptotic fragments가 나타났다. 따라서 음와 세포와 말초 임파구에서의 아포토시스 유도는 방사선 조사에 의한 세포 손상의 생물학적 영향 평가를 위한 검색 및 방사선 피폭선량 예측의 지표로 이용 가능할 것으로 사료됨.

• 한국식생활문화학회지
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• 제21권2호
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• pp.225-231
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• 2006

대황(Rhubarb)은 중국과 일본에서 혈액 순환제, 진통제, 신장치료제 등으로 전통적으로 사용되고 있는 약용식물이다. 이 연구에서는 한국산 R. undulatum L.의 뿌리 추출물, 미국산 R. rhabarbarum L.과 중국산 R. palmatum L.의 줄기 추출물의 두부 부패에 관여하는 미생물에 대한 항균 활성을 평가하였다. Rhubarb의 최적 추출을 위해서 각각 50%, 70%, 80% 에탄올을 용매로 사용하였으며, 항균 활성은 Kirby-Bauert test, minimum inhibitory concentration (MIC)과 minimum bactericide concentration (MBC)에 의해서 평가되었다. Kirby-Bauert test 결과, R. undulatum L.의 뿌리 추출물은 대부분 두부 부패균에 대해서 항균 활성을 가지는 것으로 나타났으며, R. rhabarbarum L.의 줄기 추출물의 경우는 $20{\mu}g/disc$의 농도에서는 항균 활성이 거의 나타나질 않았으나, 고농도로 갈수록 높은 항균 활성을 나타내었다. 또한 R. palmatum L.의 줄기 추출물은 고농도로 갈수록 항균 활성이 높아졌으나, Pseudomonas aeruginosa에 관해서는 항균 활성이 나타나지 않았다. MIC와 MBC에 의한 항균 활성 평가실험에서는, 세 종류의 rhubarb 추출물 중에서 phenolic 화합물이 가장 많이 함유되어 있는 R. undulatum L.의 뿌리 추출물보다 R. rhabarbarum L.의 줄기 추출물이 MIC와 MBC 값이 낮았다. 이는 phenolic 화합물의 양 이외에 낮은 pH가 항균 활성에 영향을 준 것으로 판단된다. 본 연구를 통해서 rhubarb 추출물은 두부 부패에 관여하는 미생물에 대해서 항균 활성을 가지는 것으로 나타났으며, 천연 항균제로써 식품에 적용 가능성이 있는 것으로 평가되었다. 87.1%이었으며, 아침을 매일 먹는 채식남학생은 78.8%, 비채식남학생은 33.3%, 채식여학생 47.1%, 비채식여학생 39.6%이었다. 또한 식사의 양은 과식한다는 응답이 채식남학생 24.2%, 비채식남학생 38.1%, 채식여학생은 29.4%, 비채식여학생 40.6%으로 비책식군의 과식율이 높았다. 5. 식품 섭취빈도는 두부 및 콩제품을 매일 섭취하는 경우는 채식남학생 54.6%, 비채식남학생 16.7%, 채식여학생은 38.2%, 비채식여학생이 16.8%이었다. 우유 및 유제품을 매일 섭취하는 경우는 채식남학생 6.1%, 비채식남학생 33.3%, 채식여학생 14.7%, 비채식여학생은 21.8%이었으며, 녹차, 커피 등 차를 마시지 않는다는 비율은 채식남학생 69.7%, 비채식남학생 28.6%, 채식여학생 29.4%, 비채식여학생 25.7%이었다. 인스턴트 식품을 매일 섭취한다는 응답율이 채식남학생 9.1%, 비채식남학생 21.4%, 채식여학생은 17.7%, 비채식여학생은 14.9%이었다. 6. 운동, 체중 조절 등에 대한 조사 결과 항상 운동을 하는 경우는 채식남학생 30.3%, 비채식남학생 28.6%, 채식여학생 14.7%, 비채식여학생 18.8%이었으며 운동시간은 $1{\sim}2$시간 하는 경우는 채식남학생 30.3%, 비채식남학생 38.1%, 채식여학생은 8.8%, 비채식여학생은 17.8%이었다. 체중에 만족하는 정도를 보면 채식남학생 57.6%, 비채식남학생 23.8%, 채식여학생은 23.5%, 비채식여학생은 15.8%가 만족한다고 하였다. 체중 조절 경험에서 경험이 있는 경우가 채식남학생 3.0%, 비채식남학생 31.0%, 채식여학생은 23.5%, 비채식여학생 31.7%이었다. 7. 골밀도 BQI값과와 몇가지 요인의 상관관계를 살펴보았을때, 채식남학생은 영양보충제의 섭취와 유의적인 양의 상관관계를, 해조류의 섭취정도와 유의적인 음의 상관관계를 나타내었다.

• 한국수정란이식학회지
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• 제25권1호
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• pp.15-20
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• 2010

본 연구에서는 OPU를 통한 체내 유래 난자를 이용한 수정란 생산 시 1개월에서 6개월까지의 연구 기간에 따른 난포 생성수, 난자 회수율, 난자 등급율, 배반포 생성률을 분석하여 공란우의 활용 기간에 관하여 조사하였다. 1. 채란 기간에 따른 난포 생성수는 1개월에서 5개월까지의 난포 생성수는 $7.78{\pm}0.57$, $9{\pm}0.68$, $6.96{\pm}0.60$, $7.18{\pm}0.83$, $6.19{\pm}0.82$개로 유의적인 차이가 없었으나, 6개월째에는$2.83{\pm}0.39$개로 급격하게 줄어든 것을 알 수 있었다. 2. 채란 기간에 따른 난자 회수개수는 1개월에서 3개월까지는 $6.0{\pm}0.5$, $6.2{\pm}0.7$, $5.2{\pm}0.6$개로 유의적인 차이가 없었으나, 4개월부터 6개월까지 $3.7{\pm}0.5$, $2.8{\pm}0.4$, $1.2{\pm}0.2$개로 유의적으로 적어지는 것을 알 수 있었다. 난자 회수율 또한 1개월에서 3개월까지는 76.9%, 69.3%, 75.2%로 유의적인 차이가 없었으나, 4개월에서 6개월까지는 51.1%, 44.6%, 41.2%로 유의적으로 낮아지는 것을 알 수 있었다. 3. 채란 기간에 따른 난자 등급은 Grade 1, 2등급 출현율이 1개월부터 3개월까지 Grade 1은$1.8{\pm}0.3$, $2.2{\pm}0.3$, $1.9{\pm}0.3$, Grade 2는 $2.1{\pm}0.3$, $2.4{\pm}0.3$, $2.1{\pm}0.3$로 유의적으로 차이가 없었으나, 4개월, 5개월에는 Grade 1은 $1.73{\pm}0.27$, $1.14{\pm}0.33$, Grade 2는 $1.33{\pm}0.28$, $0.67{\pm}0.16$로 유의적으로 줄어들었으며, 6개월에는 Grade 1은 $0.3{\pm}0.1$, Grade 2는 $0.5{\pm}0.2$로 현저히 줄어든 것을 알 수 있었다. Grade 3과 4의 출현율은 유의적으로 차이가 없었다. 4. 채란 기간에 따른 배반포 발달율은 1개월에서 3개월까지의 배반포 발달율은 37.2%, 40.4%, 44.6%로 높은 발달율을 보이며 차이가 없었으나, 4개월째에는 24.8%, 5개월째에는 29.3%, 6개월째에는 28.6%로 급격하게 줄어드는 것을 알 수 있었다. 1회 채란 시 수정란의 생산 개수 또한 1개월에서 3개월까지는 $2.2{\pm}0.3$, $2.5{\pm}0.3$, $2.3{\pm}0.4$개로 유의적인 차이가 없었으나, 4개월째부터 6개월까지는 $0.9{\pm}0.2$, $0.8{\pm}0.2$, $0.3{\pm}0.2$개로 현저히 줄어드는 것을 알 수 있었다. 이상의 결과에서 약 3개월까지는 공란우의 활용이 효율적인 점과 4개월부터는 난자 회수와 그에 따른 1회 채란 시 배반포의 생성 수 또한 점차 적으로 줄어드는 것을 알 수 있었다. 따라서, 공란우의 활용을 최대 3개월까지 활용하고, 교체한다면 3~4일 간격으로 1주일에 2회 OPU 방법으로 체내 난자를 채란 후 수정란을 생산하는 시스템은 1두에 3개월간 약 48개의 이식 가능한 수정란을 생산할 수 있고, 산술적으로 년간 1두당 약 200개의 이식 가능한 OPU 유래 수정란을 생산할 수 있을 것이다. 따라서 공란우를 3개월 활용 후 교체를 하는 것이 경제적이며 효율적인 방법이라고 사료된다.

• 한국수정란이식학회지
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• 제30권2호
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• pp.73-82
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• 2015

This study was designed to evaluate the possibility of increase through dairy female offspring's ratio by transfer of pre-selected transferrable blastocyst that was produced by pre-selected X-bearing semen with OPU derived oocytes. Elite dairy female cow is demanded strongly compared with male, the so called, farmer wants to produce only an elite female dairy offspring as a candidate female dairy cow for producing milk. In our study, we selected 2 elite dairy bull semen from National Agricultural Cooperative Federation to pre-select X-bearing semen and 5 elite dairy female cows as donor for collecting of OPU derived oocytes. OPU derived embryo production system was carried out an aspiration of immature oocytes from 5 donor cows 2 times per week, total 200 times for 2 to 7 months by an ultrasonographic guided follicular aspiration system and then produced in vitro-produced blastocysts by in vitro maturation, fertilization and culture. Dairy donor semen selected H-319, 320 bull in National Agricultural Cooperative federation was sorted X-bearing semen by flow-cytometer and frozen for using IVF with OPU derived oocytes. Donor cows were selected 5 elite dairy cows from Gyeongju Dairy Cow Community and then disease tests such as 4 kinds of disease before selecting was checked. Oocyte proportion of grade 1 to 3 from total collected oocytes was significantly lower in donor A and B than those in donor C, D and E (82.16 and 70.03% vs. 90.0, 91.78 and 93.57%), respectively (p<0.05). However, number of oocytes per session in donor A, C and E was significantly higher than those in donor B and D ($7.77{\pm}3.26$, $5.85{\pm}2.10$ and $7.03{\pm}2.14$ vs. $4.68{\pm}2.61$ and $5.21{\pm}1.97$ oocytes), but donor A was significantly higher than donor C (p<0.05). Development to blastocyst in donor B, C and E was significantly higher than those in donor A and D (31.0, 25.0 and 25.0% vs. 14.3 and 4.5%), but donor A was not different in donor C and E (p<0.05). Nine out of 10 blastocysts (90.0%) derived from OPU blastocysts were confirmed male embryos that was induced with Y-bearing semen to confirm sex ratio only. Total 96 blastocysts derived from female bearing semen were transferred into synchronized recipients and then confirmed 42 recipients (43.8%) pregnancy rate, 36 offspring (37.5%) and 91.7% female sex ratio (33 female vs. 3 male offspring). Taken together all data, elite dairy female offspring could be produced effectively by in vitro production system between pre-selected x-bearing semen and OPU derived oocytes that would be influential breeder in the breeding of dairy farm to increase effectively elite dairy offspring ratio as well as net income in the dairy farmer.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제35권1호
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• pp.33-45
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• 2011

Heat shock protein 90 (Hsp90) is ATPase-directed molecular chaperon and affects survival of cancer cell. Inhibitory effect of Hsp90 by inducing cell cycle arrest and apoptosis in the cancer cell was reported. However, its role during oocyte maturation and early embryo development is very insufficient. In this study, we traced the effects of Hsp90 inhibitor, 17-allylamino-17-demethoxygeldanamycin (17-AAG), on meiotic maturation and early embryonic development in pigs. We also investigated several indicators of developmental potential, including structural integrity, gene expression (Hsp90-, cell cycle-, and apoptosis-related genes), and apoptosis, which are affected by 17-AAG. Then, we examined the roles of Hsp90 inhibitor on viability of primary cells in pigs. Porcine oocytes were cultured in the NCSU-23 medium with or without 17-AAG for 44 h. The proportion of GV arrested oocytes was significantly different between the 17-AAG treated and untreated group (78.2 vs 34.8%, p<0.05). After completion of meiotic maturation, the proportion of MII oocytes was lower in the 17-AAG treated group than in the control group (27.9 vs 71.0%, p<0.05). After IVF, the percentage of penetrated oocytes was significantly lower in the 17-AAG treated group (25.2%), resulting in lower normal pronucleus formation (2PN of 14.6%). Therefore, the inhibition of meiotic progression by Hsp90 inhibitor played a critical role in fertilization status. Porcine embryo were cultured in the PZM-3 medium with or without 17-AAG for 6 days. In result, significant differences in developmental potential were detected between the embryos that were cultured with or without 17-AAG. Terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP nick-end labeling (TUNEL) showed that the number of containing fragmented DNA at the blastocyst stage increased in the 17-AAG treated group compared with control (7.5 vs 4.4, respectively). Blastocysts that developed in the 17-AAG treated group had low structural integrity and high apoptotic nuclei than those of the untreated control, resulting in decrease the embryonic qualities of preimplantation porcine blastocysts. The mRNA expressions of cell cycle-related genes were down-regulated in the 17-AAG treated group compared with control. Also, the expression of the pro-apoptotic gene Bax increased in 17-AAG treated group, whereas expression of the anti-apoptotic gene Bel-XL decreased. However, the expression of ER stress-related genes did not changed by 17-AAG. Cultured pESF cells were treated with or without 17-AAG and used for MIT assay. The results showed that viability of pESF cells were decreased by treatment of 17-AAG ($2{\mu}M$) for 24 hr. These results indicated that 17-AAG decreased cell proliferation and increased cell death. Expression patterns Hsp90 complex genes (Hsp70 and p23), cell cycle-related genes (cdc2 and cdc25c) and apoptosis-related genes (Bax and Bcl-XL) were significantly changed by using RT-PCR analysis. The spliced form of pXbp-1 product (pXbp-1s) was detected in the tunicamycin (TM) treated cells, but it is not detected in 17-AAG treated cells. In conclusion, Hsp90 appears to play a direct role in porcine early embryo developmental competence including structural integrity of blastocysts. Also, these results indicate that Hsp90 is closely associated with cell cycle- and apoptosis-related genes expression in developing porcine embryos.