• Reproductive and Developmental Biology
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• 제29권1호
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• pp.1-7
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• 2005

텔로미어란 염색체 말단부에 (TTAGGG)n의 반복 염기서열이 단백질과 결합된 형태를 말하는데 이의 역할은 염색체의 안정성에 본질적으로 작용하여 세포의 노화, 사멸 및 암의 발생과 관련이 있다고 알려져 있다. 반면 텔로머레이스는 telomeric DNA 합성에 직접 관여하는 ribonucleoprotein이다. 본 연구에서는 마우스 염색체의 텔로미어 분포 양상을 제시하고, 초기 배 발생단계별 수정란의 텔로미어 함량과 이들 수정란의 텔로머레이스 활성도를 분석하고자 하였다. 본 분석에는 마우스의 섬유아세포, 생식세포, 정자, 난자 및 1세포기, 2세포기, 4세포기, 8세포기, 상실배와 배반포배의 각 단계별 수정란을 대상으로 하였다. 텔로미어의 양적 분석은 human telomeric DNA probe를 이용한 Q-FISH 방법을 이용하였고, 텔로머레이스 활성도는 TRAP 방법을 이용하였다. 분석 결과 마우스 염색체의 텔로미어는 성 염색체를 포함한 모든 염색체의 앙 말단부에 분포되어 있고, 염색체별 다소의 양적 차이를 보이나 대부분의 염색체에서 q-arm 말단이 p-arm 말단에 비해 높은 텔로미어의 함량을 나타내었다. Q-FISH를 이용한 마우스 초기 배 발생단계별 수정란의 텔로미어의 양적 분석에서 수정 직후 1세포기에서부터 상실배까지 거의 비슷한 텔로미어 함유율을 나타내고 있으나 배반포기에서 월등히 증가된 양상을 나타내었다. TRAP 분석을 이용한 초기배아의 텔로머레이스 활성도는 초기 배 발생 모든 단계에서 이의 활성도를 나타내었으며, 특히 상실배 및 배반포기에서 점진적으로 강한 활성을 보였다. 이상의 분석 결과로부터 마우스의 초기 배 분열단계의 각 세포들에 있어 텔로미어의 함유율과 텔로머레이스 활성도는 높은 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 따라서 포유동물의 초기 배자에 있어 텔로미어의 함유율과 텔로머레이스 활성도는 배 발생 및 배자의 세포 분화와 매우 밀접한 관련이 있는 것으로 사료되어 텔로미어의 양적 분석 및 텔로머레이스 활성도 분석은 발생학적 연구를 위한 또 다른 좋은 자료로 생각된다.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제36권3호
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• pp.225-230
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• 2012

Interferon induced transmembrane protein-1 (Ifitm-1) has been reported to have an important role in primordial germ cell formation, and it has expressed in female reproductive organ. In the present study, Ifitm-1 gene expression was identified in testes and all part of epididymis using western immunoblot and immunohistochemistry. Interestingly, Ifitm-1 expression was observed on the head of spermatozoa. To investigate the role of Ifitm-1 gene expression in behavior of spermatozoa after acrosome reaction, fresh sperm was incubated with calcium ionophore to induce acrosome reaction, whereas the expression of Ifitm-1 was not altered after the acrosome reaction. Then to identify the effect of Ifitm-1 in sperm motility and other seminal parameters, different concentration of Ifitm-1 antibody was incubated with spermatozoa, and seminal parameters were assessed using computer-assisted semen analysis (CASA). Interestingly, motility, progressive, and VAP were increased in the sperm with Ifitm-1 antibody treated compared to rabbit serum, however other parameters such as straightness were not changed. In order to identify the functional significance of Ifitm-1 in fertilization, capacitated spermatozoa were pre-incubated with anti-Ifitm-1 antibody and subsequently examined the ability to adhere to mouse oocytes. However, any defection or alteration in sperm-egg fusion was not found, Ifitm-1 antibody treated or non-treated spermatozoa showed a normal penetration. Although the precise role of Ifitm-1 in sperm motility and following fertilization need to be elucidated, this study suggests that the activation of Ifitm-1 on the sperm may enhance the motility of spermatozoa in mice.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제33권4호
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• pp.253-263
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• 2006

목 적: 본 연구에서는 EST Clustering 방법을 이용하여 이전의 연구에서 발굴한 B357 EST의 염기서열을 포함하는 유전자를 동정하고, 이 유전자의 발현을 생쥐의 난소와 정소를 포함한 여러 가지 조직들에서 살펴보고자 하였다. 연구방법: EST Clustering으로 얻어진 전체 염기서열을 5-day-ovary-specific gene-1 (5DOS1)이라고 명명하여 GenBank에 등록하였으며 (AY751521), northern blotting, real-time RT-PCR, in situ hybridization, western blotting, immunohistochemistry 등의 방법을 이용하여 생쥐 난소와 고환의 발달단계에 따라 그 발현양상을 관찰하였다. 결 과: 5DOS1의 전사체는 성장한 정소, 뇌, 근육에서 높게 발현하였으며, 난소의 경우에서는 원시난포시기부터 모든 난자에서 발현하였으며 특히 생후 5일째 높게 발현하였고 그 이후로는 점차 감소하였다. 반면 정소의 경우는 발달과 함께 계속 증가하였으며, 정모세포를 제외한 모든 발달단계별 정자에서 발현함을 관찰하였다. 결 론: 본 연구결과는 5DOS1에 대한 발견과 동정에 대한 첫 보고로써, 유전자 및 단백질이 생쥐의 난소 및 정소의 생식세포에서 발현하는 것을 관찰하였다. 앞으로 생식세포 발생 및 분화에 관련된 5DOS1의 기능에 대한 심층 연구가 더 필요하다고 사료된다.

• 한국가축번식학회지
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• 제25권4호
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• pp.305-315
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• 2001

본 연구의 목적은 외래 EGFP 유전자를 분화이전의 웅성생식세포에 도입한 후 이를 난모세포내에 미세주입하여 형질전환동물을 생산하는 기술을 개발하는 데에 있다. 이를 위하여 반수체 정자세포에서 특이적으로 발현하는 생쥐의 mTP1과 햄스터의 hPrm2 유전자 발현 시기를 RT-PCR로 조사한 결과 그시기는 생쥐와 햄스터에서 각각 18일령과 20일령으로 확인되었다. 이에 따라 외래 유전자의 침입이 용이한 감수분열 직전단계인 17일령의 생쥐와 19일령의 햄스터 정자세포를 EGFP 유전자가 포함된 배양액에 부유시킨 다음, 전기자극을 부여한 결과 0.18 ㎸/cm의 전기자극을 가한 후 72시간 배양한 정자세포의 28.5%와 32.1%에서 EGFP 유전자가 발현되는 것으로 확인되었다. EGFP유전자가 도입된 반수체 정자의 수정 및 발달 능력을 검증하기 위하여, 이들 정자세포를 햄스터 난자 내에 미세주입 하였으나, 형광현미경하에서는 EGFP유전자의 발현은 관찰할 수 없었다. 이에 이들 난자를 공시하여 PCR분석을 실시한 결과, 약 44%의 수정란에서 EGFP 유전자의 존재가 확인되었다. 이러한 결과로 보아 반수체 정자세포는 외래 유전자를 난자 내에 도입하기 위한 운반체로 이용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국수정란이식학회지
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• 제20권3호
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• pp.191-200
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• 2005

체외 배양 과정 중에 나타나는 생쥐 초기 2-세포 배의 "in vitro 2-cell block" 현상은 세포내 $Ca^{2+}$ 농도 변화와 밀접한 관련이 있다. 다양한 종류의 세포에서 acetylcholine은 세포막에 존재하는 muscarnic acetylcholine receptor를 통해 세포내 $Ca^{2+}$ 농도 증가를 유도한다. 본 실험에서는 생쥐 "in vitro 2-cell block" 현상에 있어서 ACh의 영향을 알아보기 위해 세포 내 $Ca^{2+}$ 농도 조절 물질을 처리한 후, 공초점 현미경을 이용하여 세포 내 $Ca^{2+}$ 농도 변화를 기록하였다. ACh은 세포 내에서 농도 의존적으로 $Ca^{2+}$ 농도 증가를 유도하며, "in Vitro 2-cell block" 현상을 극복하여 포배기로 발생을 유도하였다. ACh에 의한 $Ca^{2+}$ 농도 증가가 세포막에 존재하는 ACh receptor를 경유하여 나타나는 반응인지를 알아보기 위해 ACh receptor의 저해제인 atropine을 전처리한 결과, ACh에 의한 $Ca^{2+}$ 농도 증가가 완전히 저해되었다. 초기 2-세포 배에서 ACh이 결합하는 receptor의 종류를 확인하기 위하여 carbachol과 nicotin tartrate를 처리 하였다. Nicotinic AChR의 agonist인 nicotine tartrate 1 mM은 세포내 $Ca^{2+}$ 농도 증가를 보이지 않았다. 따라서 초기 2-세포 배의 세포막에는 muscarnic AChR가 기능적으로 작용함을 알 수 있다. ACh에 의한 세포내 $Ca^{2+}$ 농도 증가가 $Ca^{2+}$이 제거된 배양액에서도 나타나는 것으로 보아 ACh에 의한 세포내 $Ca^{2+}$ 변화는 주로 소포체와 같은 세포내 $Ca^{2+}$ 저장고로부터 분비됨을 알 수 있었다. 이러한 세포내 $Ca^{2+}$ 저장고로부터의 $Ca^{2+}$ 분비가 어떤 신호전달체계를 통해 나타나는 지를 조사하였다. 세포막의 PLC 저해제인 U73122를 전처리한 배는 ACh에 의한 $Ca^{2+}$ 농도 증가가 나타나지 않았으며, 세포 내 $Ca^{2+}$ 통로인 IP3R와 RyR의 저해제인 xestospongin과 heparin 혹은 dantrolene을 전처리한 결과 dantrolene에 의해 세포내 $Ca^{2+}$ 농도 증가가 억제되었다. 그리고 세포내 반복적인 $Ca^{2+}$ 농도 증가에 의해 활성도가 변화는 CaMKII의 작용을 확인하기 위하여 Ca MKII의 저해제인 KN-93을 전처리한 결과 $Ca^{2+}$ 농도 증가가 억제되는 것을 확인하였다. 이상의 결과로부터 ACh은 생쥐 초기 2-세포 배에서 ryano-dine receptor를 통하여 세포내 $Ca^{2+}$ 저장고로부터 $Ca^{2+}$ 분비를 유도하며, CaM KII에 의해서도 영향을 받는 것으로 보여진다. 생쥐 초기 2-세포 배에서 "in vitro 2-cell block"의 극복은 ACh에 의해 유도된 신호전달체계를 통해 세포내에 증가하는 $Ca^{2+}$ 농도 및 이에 따른 세포내 대사 작용의 활성화에 의하여 나타나는 것으로 생각된다.

• 한국동물학회지
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• 제31권4호
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• pp.273-282
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• 1988

생쥐에 PMSG와 hOG를 주사한 후 난자-난구복합체의 미세구조의 변화를 환찰함으로세 난구세포의 분산현상을 규명하고자 본 실험을 행하였다. 난자는 PMSG 주사후 48시간까지 별 다른 변화가 없었고 다만 표면막에 miGrOVilli와 Coaled pit의 수가 감소하는 경향을 보였다. 그러나 PMSG-hCG주사 12시간 후에 배란된 난자의 표면은 microvilli와 coated pit가 사라져서 평평하게 되었다. 방사관세포는 PMSG주사 48시간 후메 밀착해 있던 투명대와 간격이 생기기 시작하였고, 투명대를 통관하여 난자의 표면막과 desmosome으로 연결되어 있던 세포질돌기도 퇴화의 징후를 보였다. PMSG-hCG주사 후에는 급속히 격리, 분산되고 세포질돌기는 퇴화하였으며 dermo-some도 사라겼다. 난구세포들은 대조군에서 밀집되어 있었고 거의 gap junction으로 연결되어 있었는데, PMSG주사 24시간 후에는 모양이 등글게 되고 더욱 밀집되었으며, 48시간 후에는 거의 loose junction으로 연결되었고 분산되기 시작하였다. 결국 PMSG-hCG주사 If시간 후에는 완전히 분산되었고 거의 모두 핵응축과 괴사현상을 보였다. 난자- 난구 복합체의 분산은 배란전에 PMSG에 의하여 시작되고 hCG에 의하여 촉진 완결된다는 것이 확실하다. The ultrastructural changes of the oocyte-cumulus complexes of mouse alter injection of PMSG and hOG have been investigated in order to elucidate expansion phenomenon of the cumulus cells. The oocytes until 48 hours after PMSC injection showed no change except a tendency of decrease in numbers of microvilli and the coated pelts on surface membrane. However, surface membrane of the ovulated oocytes 12 hours after PMSC-hCC injection changed to be smooth due to disapperance of microvilli and coated pits. Corona radiate cells tightly attaching to zona pe]lucida 48 hours after PMSC injection began to be detached and their cytoplasmic processes connected by desmosome to oocyte surface membrane showed a degeneration symptom. Thereafter the detachment and degeneration were accelerated by hCG injection and followed by disappearence of desmosome. The cumulus cells in control group were compacted and connected by almost 9aP junction each another. Ite cumulus cells 24 hours after PMSG injection were changed to be round form and more tightly compacted. However, the cumulus cells 48 hours after PMSG injection were connected by almost loose junction and showed the beginning of expansion. Eventuallv, the cumulus cells 12 hours a%or PMSG-hCG injection were completely expanded, and became pvknotic and necrotic in most It is clear that the expansion of oocyte-cumulus complex were initiated by PMSC, then accelerated and completed by hCG before ovulation.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제15권10호
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• pp.1412-1421
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• 2002

To examine the feasibility of using a sperm vector system for gene transfer, we have investigated the binding and the uptaking of foreign DNA into the sperm nucleus by PCR, in situ hybridization and LSC. We have also examined the transportation of exogenous DNA into oocytes by immunofluorescene via PCR. Sperm cells were incubated with DNA/liposome complexes (1:4 ratio) in fertilization medium with BSA or without BSA. In situ hybridization demonstrated that the transfection rate of sperm cells with and without BSA was 41 and 68% respectively, when the cells were treated with liposome/DNA complexes and 13% for DNA alone. LSC analysis showed that the binding of exogenous DNA was greatly reduced by DNase I treatment which digests DNA bound onto spermatozoa, suggesting that some of the DNA was internalized into the sperm membrane. To find out whether transfected DNA was internalized into sperm intracytomembrane, sperm DNA was amplified by inverse PCR. No PCR products were detected from sperm cells, indicating that the foreign DNA was simply bound onto the sperm membrane. To investigate transfer rates of exogenous DNA into oocytes via sperm cells, we used immunofluorescene method to follow the distribution of foreign DNA via spermatozoa: a few exogenous DNA was located in the cytoplasm of early embryos (13/60, 21.7% for DNA+/liposome+/BSA) and was not located in the pronucleus and/or nucleus. These results suggest that most of the transfected sperm cells could carry the foreign DNA into the egg by in vitro fertilization, but that the transferred DNA is degraded in the developing embryos without stable integration into the zygote genome. Therefore, we have directly injected with transfected sperm cell into oocyte cytoplasm and observed that some of the exogenous DNA was detected in preimplantation embryonic cytoplasm and expressed at preimplantation stages, suggesting that exogenous DNA in early zygote has their integrity. In this study, we have not identified a noble mechanism that interfering transportation of foreign DNA into zygote genome via spermatozoa. Our data, however, demonstrated that inverse PCR and immunofluorescene methods would be used as a new tool for follow-up of gene distribution in oocyte via sperm cells.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제8권1호
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• pp.57-64
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• 2004

본 연구는 생쥐의 난소 및 정소 조직에서 발달 단계에 따라 나타나는 일주기성 clock유전자의 발현과 단백질의 발현 양상을 알아보고자 하였다. 생쥐의 난소 및 정소에서 일주기성 변화와 연관된 유전자(Period1(Per1), Period2(Per2), Period3(Per3), Cryptochromel(Cry1), Cryptochrome2 (Cry2), Clock, Bmall)와 시교차 상핵에서 분비되어 표적 조직 또는 기관으로 전달되는 물질로 알려진 Prokineticin (Prok2)에 대 한 수용체들 (Prok1r과 Prok2r), PERI 단백질의 발현 양상을 발달 단계에 따라 (post partum day; ppd 1, 7, 10, 21, 35) 확인하였다. 주요 clock 유전자들은 생후 발달 단계에 따라 각각 다양한 발현양상을 보였다. 난소의 경우 많은 난포가 성장을 시작하는 시기인 생후 7일과 10일을 전후하여 발현량이 대부분 증가하는 것을 볼 수 있었으며, 정소의 경우에도 발달 단계에 따라 7일에서 발현이 증가하는 양상을 보였다. 특히 clock유전자들은 생후 7일과 10일에서 상대적으로 높은 발현 양상을 보였다 시교차 상핵에서 분비되어 표적기관으로 분비되는 것으로 알려진 Prok2의 수용체의 경우에도 주요 주기성 유전자들의 발현이 증가하는 것과 같은 시기에 발현이 높아지는 것을 확인할 수 있었고, 생식소 발달 초기에 강하게 발현되나 차후 점진적으로 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 PER1의 발현양상을 면역조직화학적 방법으로 확인한 결과, 난포의 각 발달 단계에서 난소 내 정상적인 난포의 과립세포와 난자에서 높게 발현되는 것을 알 수 있었고, 상기의 결과는 Perl 유전자의 발현 양상과 일치함을 확인할 수 있었다 또한 정소 내 Per1 유전자와 PER1 단백질의 발현은 모두 생후 10일과 21일에서 감소하는 경향을 보이나 성적으로 성숙됨에 따라 다시 증가하는 것을 확인할 수 있어, PER1 단백질은 생식소의 발생 단계별로 다양한 발현 양상의 차이를 보이며, 정자와 난자의 정상적인 발달에 밀접한 연관이 있음을 추론할 수 있었다. 본 연구의 결과, 일주기성 clock유전자들 중 특히 Per1이 생식소의 정상 발달에 중요하게 작용할 수 있음을 시사하여 차후 이에 대한 다양한 연구가 진행되어야 할 것으로 생각된다.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제29권1호
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• pp.1-12
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• 2002

Objective: In order to acquire the technique for the establishment of human embryonic stem cells (ESe) derived from the human frozen-thawed embryos produced in IVF-ET program, this study was performed to establish mouse ESC derived from the in vitro fertilized embryos. Materials and Methods: After Fl hybrid (C57BL female $\times$ CBA mael) female mice were superovulated with PMSG and hCG treatment, their oocytes were retrieved and inseminated, and the fertilized embryos were cultured for 96-120 hours until the expected stages of blastocysts were obtained. To isolate the inner cell mass (ICM), either the blastocysts were treated with immunosurgery, or the whole embryos were cultured for 4 days. Isolated ICMs were then cultured onto STO feeder cell layer, and the resultant ICM colonies were subcultured with trypsin-EDTA treatment. During the subculture process, ESC-like cell colonies were observed with phase contrast microscopy. To identify ESC in the subcultured ESC-like cell colonies, alkaline phosphatase activity and Oct-4 (octamer-binding transcription factor-4) expression were examined by immunohistochemistry and RT-PCR, respectively. To examine the spontaneous differentiation, ESC-like cell colonies were cultured without STO feeder cell layer and leukemia inhibitory factor (LIF). Results: Seven ESC-like cell lines were established from ICMs isolated from the in vitro fertilized embryos. According to the developmental stage, the growth of ICMs isolated from the expanded blastocysts was significantly better than that of ICMs isolated from the hatched blastocysts (80.3% vs. 58.7%, p<0.05). ESC-like cell colonies were only obtained from ICMs of expanded blastocysts. However, the ICMs isolated from the embryos treated with immunosurgery were poorly grown and frequently differentiated during the culture process. The established ESC-like cell colonies were positively stained with alkaline phosphatase and expressed Oct-4, and their morphology resembled that observed in the previously reported mouse ESC. In addition, following the extended in vitro culture process, they maintained their expression of cell surface markers characteristic of the pluripotent stem cells such as alkaline phosphatase and Oct-4. When cultured without STO feeder cell layer and LIF, they were spontaneously differentiated into the various types of cells. Conclusion: The findings of this study suggest that the establishment of mouse ESC can be successfully derived from the in vitro fertilized embryos. The established ESC-like cells expressed the cell surface markers characteristic of the pluripotent stem cells and spontaneously differentiated into the various types of cells.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제23권1호
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• pp.1-6
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• 1996

There are a number of problems during the process of culture in vitro on fertilization and embryo development compared to those on in vivo counterparts. And the platelet activating factor (PAF), which is found not only in mammalian spermatozoa but also preembryos, is implicated on reproductive process. To improve the environment of culture on in vitro fertilization and embryo development, coculture using salpingeal epithelial cells has been considered to accept the better result on pregnancy rate. This study was designed to determine if two different culture systems, coculture alone and PAF treated coculture, are positive or negative influence on process of in vitro fertilization and embryo culture in mouse. The cell cleavage rate reached to 2-4 cell stage at 24 hours of culture is 56.81% (50/88) and 48.21%(54/112) respectively, in PAF treated group which is added PAF on coculture and in coculture group. But the rate of cells cleavage was similar in both group after 48 hours of culture. The rate of unfertilization after insemination of oocytes was higher in coculture group(55..53%) than in PAF treated group(42.37%). And in assessment of undeveped embryos, the rate of equalized cell block was similar on both, coculture alone (35.3%)and PAF treated coculture(35.5%). while unequalized cell block was higher rate in PAF treated coculture(19.4%) than coculture alone (11.8%). But the rate of cytoplasmic degeneration of undeveloped embryos was significantly higher in PAF treated coculture than coculture alone. In conclusion, we have observed that PAF treated coculture is superior in the rates of in vitro fertilization and early embryo cell cleavage compared to those in coculture alone, but there is no difference on the rates of embryo develpments, cell degeneration, cell quality in both PAF treated coculture and coculture alone when the embryo cells were continuosly cultured for 48 hours or more.