Objective: We increased the nuclear maturation rate of antral follicle derived oocytes by using a pre-in vitro maturation (IVM) culture system and improved the developmental potential of these porcine pathenotes by supplementing with melatonin. Furthermore, we investigated the expression patterns of genes involved in cumulus expansion (HAS2, PTGS2, TNFAIP6, and PTX3) derived from small and medium antral follicles before and after oocyte maturation. Methods: Only the cumulus oocyte-complexes (COCs) derived from small antral follicles were induced with [Pre-SF(+)hCG] or without [Pre-SF(-)hCG] the addition of human chorionic gonadotropin (hCG) during the last 7 h of the pre-IVM period before undergoing the regular culture system. The mature oocytes were investigated on embryonic development after parthenogenetic activation (PA). Melatonin (10-7 M) was supplemented during in vitro culture (IVC) to improve the developmental potential of these porcine pathenotes. Results: A pre-IVM culture system with hCG added during the last 7 h of the pre-IVM period [Pre-SF(+)hCG] effectively supported small antral follicle-derived oocytes and increased their nuclear maturation rate. The oocytes derived from medium antral follicles exhibited the highest nuclear maturation rate in a regular culture system. Compared with oocytes cultured in a regular culture system, those cultured in the pre-IVM culture system exhibited considerable overexpression of HAS2, PTGS2, and TNFAIP6. Porcine embryos treated with melatonin during IVC exhibited markedly improved quality and developmental competence after PA. Notably, melatonin supplementation during the IVM period can reduce and increase the levels of intracellular reactive oxygen species (ROS) and glutathione (GSH), respectively. Conclusion: Our findings indicate that the Pre-SF(+)hCG culture system increases the nuclear maturation rate of small antral follicle-derived oocytes and the expression of genes involved in cumulus expansion. Melatonin supplementation during IVC may improve the quality and increase the blastocyst formation rate of porcine embryos. In addition, it can reduce and increase the levels of ROS and GSH, respectively, in mature oocytes, thus affecting subsequent embryos.
In-vitro culture has provided new inforrnation on mechanisms of oocytes rnaturation and results obtained in vitro have led to new questions. In porcine, follicular and oocyte size have the crucial importance for the oocytes maturation. The addition of hormones to the culture medium was found to accelerate and facilitate meiotic maturation. The presence of some factors in serum trigger the resumption of meiosis and support the maturation of oocytes in vitro. The maturation rate of porcine oocytes was also increased by supplementation of porcine follicular fluid to the culture medium. The growth factors can stimulate nuclear maturation and enhances cytoplasnic maturation of oocytes by interaction with gonadotropins. The maturation-promoting factor brings about GVBD and the subsequent maturational events in oocytes. However, cAMP can block the spontaneous meiotic maturation of oocytes in culture. The understanding of these influences is a prerequisite to enhancing in vitro maturation of porcine oocytes.
In the present study, effects of concentration and time of culture in presence of roscovitine on nuclear maturation and meiotic spindle configuration, chromosomal alignment were examined in porcine oocytes. In experiment 1, porcine cumulus oocyte complexes (COCs) were cultured at $39^{\circ}C$ in a 5% $CO_2$ atmosphere in North Carolina State University 23 (NCSU-23) supplemented with 25, 50, 75 or $100\;{\mu}M$ roscovitine for 22 h and then were cultured for additional 22 h after removal of roscovitine. Nuclear maturation and morphology of the meiotic spindle and chromosomal alignment were examined to determine the optimal concentration of roscovitine in oocyte maturation. In experiment 2, COCs were cultured in NCSU-23 supplemented with $50\;{\mu}M$ roscovitine for 17, 20, 27 or 42 h and then an additional 22 h without roscovitine was followed to determine the optimal time of culture. The optimal concentration of roscovitine to arrest and resume meiosis of porcine oocyte was $50\;{\mu}M$ by examining nuclear status (p<0.05) and normal spindle and chromosome configuration. The optimal time of culture in presence of roscovitine to arrest meiosis of porcine oocyte was 17 h (p<0.05), although MII rates and normal morphology of the meiotic spindle and chromosomal alignment were not significantly different among various times of culture. In conclusion, the optimal concentration and time of culture in presence of roscovitine to arrest porcine oocytes are $50\;{\mu}M$ and 17 h, respectively.
Sphingosine-1-phosphate(S1P) is one of the sphingolipid metabolites which affect a variety of cellular processes including the proliferation, differentiation, growth, survival, migration and gene expression. The present study was undertaken to investigate the effect of SIP on nuclear maturation of porcine oocytes. In vitro maturation frequency of porcine oocytes were compared in three different media; group Ⅰ: NCSU23+0.1% PVA, group Ⅱ: NCSU23+10% PFF(porcine follicular fluid), and group Ⅲ: NCSU23+10% PFF+10 ng/㎖ EGF+2.5 mM β-mercaptoethanol. Each group containing 0.1 ㎎/㎖ cysteine was divided into 4 sub-groups of SIP concentration(0, 50, 500 and 5000nM). Porcine oocytes were incubated in each maturation medium supplemented with hormones(10 IU/㎖ PMSG and 10 IU/㎖ hCG) for 22h and then further cultured in the same medium without the hormones for 22h. After completion of in vitro maturation, the oocytes were fixed and stained to examine nuclear maturation by using a rapid stain method. In the group Ⅰ, the proportions of metaphase Ⅱ stage among oocytes cultured in 0nM(control), 50 nM, 500nM and 5000nM S1P were 45.5%, 66.7%, 56.6% and 48.7%, respectively. (omitted)
The aim of this study was to investigate effects of hyaluronidase during IVM on oocyte maturation, oxidative stress status, expression of cumulus expansion-related (PTX, pentraxin; GJA1, gap junction protein alpha 1; PTGS2, prostaglandin-endoperoxide synthase 2) and fatty acid metabolism-related (FADS1, delta-6 desaturase; FADS2, delta-5 desaturase; PPARα, peroxisome proliferator-activated receptor-alpha) mRNA, and embryonic development of porcine oocytes. The cumulus-oocyte complexes (COCs) were incubated with 0.1 mg/mL hyaluronidase for 44 h. Cumulus expansion was measured at 22 h after maturation. At 44 h after maturation, nuclear maturation, intracellular glutathione (GSH) and reactive oxygen species (ROS) levels were measured. Gene expression in cumulus cells was analyzed using real time PCR. The cleavage rate and blastocyst formation were evaluated at Day 2 and 7 after insemination. In results, expansion of cumulus cells was suppressed by treatment of hyaluronidase at 22 h after maturation. Intracellular GSH level was reduced by hyaluronidase treatment (p < 0.05). On the other hand, hyaluronidase increased ROS levels in oocytes (p < 0.05). Only PTGS2 mRNA was enhanced in COCs by hyaluronidase (p < 0.05). Population of oocytes reached at metaphase II stage was higher in control group than hyaluronidase treated group (p < 0.05). Both of cleavage rate and blastocyst formation were higher in control group than hyaluronidase group (p < 0.05). Our present results showed that developmental competence of porcine oocytes could be reduce by hyaluronidase via inducing oxidative stress during maturation process and it might be associated with prostaglandin synthesis. Therefore, we suggest that suppression of cumulus expansion of COCs could induce oxidative stress and decrease nuclear maturation via reduction of GSH synthesis and it caused to decrease developmental competence of mammalian oocytes.
This study was designed to investigate the effects of ${\alpha}$-tocopherol and granulosa cells monolayer on nuclear maturation and cleavage rates of ovine cumulus-oocyte complexes (COCs). The COCs (n = 2814) were matured in maturation medium supplemented with various concentration of ${\alpha}$-tocopherol (0, 5, 10, $15{\mu}g/ml$), oocytes were incubated at $39^{\circ}C$ with 5 % $CO_2$ for 24 h in three culture systems: (a) maturation medium (MM; n = 884), (b) co-cultured with granulosa cells (CG; n = 982) and (c) co-cultured with granulosa cells and cells were further cultured in MM for 12 h (CG + 12hMM; n = 948). Our results showed that ${\alpha}$-tocopherol had no effect on GVBD and MII as compared to control group, but when ${\alpha}$-tocopherol added to maturation medium the rate of cleavage decreased. This indicates interaction of above mentioned factors in any of the treatments showed no significant differences on the rate of maturation and cleavage stages (MII, GVBD and cleavage) (p > 0.05). The oocytes co-cultured with granulosa cells for 24 h had beneficial effects on cleavage rate. The maximum MII and cleavage rates were achieved when oocytes had extra 12 h culture in the maturation medium without granulosa cells. Results also showed our modified co-culture system (CG + 12hMM), improved rates of MII and the cleavage in comparison with other studied maturation systems.
In vitro maturation of denuded porcine immature oocytes can be enhanced by co-incubation with spermatozoa even before fertilization. This study was to determine whether the addition of spermatozoa into the culture medium could influence the nuclear maturation of porcine cumulus-enclosed germinal vesicle (GV) oocytes. Cumulus-oocyte complexes (COCs) were collected from follicles of 3- to 5-mm diameter. Porcine COCs were cultured in tissue culture medium containing spermatozoa. After 48 h culture, oocytes were examined for evidence of GV breakdown, metaphase I, anaphase-telophase I, and metaphase II. The proportion of oocytes reaching at metaphase II was significantly (P < 0.05) increased in the oocytes cultured in media containing spermatozoa compared to those in media without spermatozoa (52.3% vs 12.5%). No difference in the percentage of metaphase II was observed among the different periods of spermatozoa exposure and among the spermatozoa from different species. The proportion of oocytes reaching metaphase II was significantly different between high and low concentrations of spermatozoa. The present study suggests that manunalian spermatozoa contain a substance(s) that improves nuclear in vitro maturation of porcine cumulus-enclosed GV oocytes. Enhancing effect of spermatozoa for in vitro maturation of oocytes is a highly dose-dependent.
The objective of this study was to determine the effect of fructose that was supplemented to a chemically defined in vitro maturation (IVM) medium on oocyte maturation and embryonic development after parthenogenesis in pigs. The base medium for in vitro maturation (IVM) was porcine zygote medium (PZM) that was supplemented with 0.05% (w/v) polyvinyl alcohol (PVA) or 10% (v/v) porcine follicular fluid (pFF). In the first experiment, when immature pig oocytes were matured in a chemically defined medium that was supplemented with 5.5 mM glucose or with 1.5, 3.0 and 5.5 mM fructose, 3.0 mM fructose resulted in a higher nuclear maturation (91.5%) than 1.5 and 5.5 mM fructose (81.9 and 81.9%, respectively) but showed a similar result with 5.5 mM glucose (94.2%). However, there was no significant differences among groups in the embryo cleavage (89.4-92.4%), blastocyst formation (37.5-41.1%), and mean cell number of blastocyst (30.8-34.2 cells). Fructose at the concentration of 3.0 mM (1.08 pixels/oocyte) resulted in a higher intra-oocyte glutathione (GSH) content than 1.5 and 5.5 mM fructose (1.00 and 0.87 pixels/oocytes, respectively) while the cumulus cell expansion was not influenced. In the second experiment, effect of individual and combined supplementation of a chemically defined maturation medium with 5.5 mM glucose or 3.0 mM fructose was examined. No significant effect was found in the nuclear maturation (86.3-92.6%). Embryo cleavage was significantly increased by the combined supplementation with glucose and fructose (95.2%) compared to that with 3.0 mM fructose only (85.7%) while blastocyst formation (37.3-42.8%) and embryonic cell number (33.3-34.1 cells) were not altered. Effect of supplementation of pFF-containing medium with glucose and fructose + glucose was examined in the third experiment. No significant effect by the supplementation with glucose and fructose or glucose alone was observed in the nuclear maturation of oocytes (90.7-94.1%) and blastocyst formation (51.0-56.5%). Our results demonstrate that 3.0 mM fructose was comparable to 5.5 mM glucose in supporting in vitro oocyte maturation and embryonic development after parthenogenesis and could be used as an alternative energy source to glucose for in vitro maturation of pig oocytes.
본 연구는 체외성숙배 양액에 L-ascorbic acid 와 selenium을 첨가 배양, 돼지 미성숙 난포란의 체외성숙, 체외수정 및 체외배발달에 미치는 영향을 검토코자 수행하였다. 배양액내 L-ascorbic acid를 0. 62.5. 100 그리고 30 $\mu$Ml 첨가 40~44시간동안 배양한 성적은 난핵포 붕괴율이 각각 86.8%, 92.9%, 91.7%, 그리고 92.6%였으며 핵성숙율은 각각 44.7%. 57.1%, 52.8%, 그리고 53.7%로 첨가구에서 유의적으로 높았다 (p<0.05). 체외성숙배양액내 L-ascorbic acid와 selenium을 첨가 배양 후 체외 수정 유기 결과, 웅성전핵 형성율은 유의적으로 높았고 (p<0.05) 다정자 침입율은 유의적으로 낮게 나타났으며 (p<0.05), 체외수정 후 난할율, 상실배와 배반포배 발달율도 첨가구에서 유의적으로 높게 나타났다 (p<0.05). 이러한 결과는 체외성숙 배양액내 L-ascorbic acid와 selenium을 첨가 배양했을 때 돼지 미성숙난포란의 체외 성숙율, 웅성 전핵 형성율 그리고 돼지 체외수정란의 배발달율을 향상 시킬 수 있으리라 사료된다.
The birth of the clone animals is influencing the frontier of research of animal biotechnology. It has effects on research of animal biotechnology itself by necessitating setting of new research subjects, modifications of the strategy of ongoing research projects, and challenges to schemes formerly considered impossible. In my talk, such topics including mass production of fertile ova and oocyte maturation will be discussed. (1) Oocytes are needed for the production of a clone by nuclear transplantation. Mitochondrial DNA inherited via the oocyte are involved also in the morphogenesis. Therefore, oocytes from the same animal must be used as recipients to produce genuine clones by nuclear transplantation. Experimenting on the assumption that selective oogenesis can be avoided, and apoptosis of oocytes can be prevented, by using ovarian angiogenic factos will be introduced. (2) It is important to clarify the factors of oocytes involving in reprogramming of somatic cells. Such factors are thought to be expressed in oocytes during oogenesis and oocyte maturation. Therefore, molecular mechanisms of oogenesis and oocyte maturation must be clarified extensively. Topics in this field including our recent advances will be discussed. (중략)
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.