• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제12권1호
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• pp.19-30
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• 2008

수정란이 포배로 분화하는 것은 착상을 통하여 개체 발생이 성립되는 포유동물의 발생에 있어서 핵심적인 현상이다.. 초기 배아 발생 시기동안 배아는 생존을 위한 에너지원을 공급받아야 한다. 포유동물의 난자는 보통의 경우 난자 형성 동안 많은 양의 에니지원을 세포질에 비축하지 않기 때문에 발생 동안 수란관과 자궁으로부터 물질대사와 관련돼 여러 물질, 특히 에너지원을 획득해야 한다. 탄수화물은 착상전 배아의 주 에너지원으로 알려져 있다. 포도당, 젖산염, 피르브산염은 착상 전배아 배양액에서 없어서는 않될 성분으로, 초기 배아는 그 발생 단계에 따라 이들 물질에 대한 선호도를 각기 다르게 갖고 있다. 포도당수송체(glucose transporter)와 수소이온-단당류 동향수송체($H^+$-monocarboxylate cotransporter)는 탄수화물을 수송하는 주된 매개자로 이들의 발현 수준은 일차적으로 내인성 또는 인슐린이나 포도당과 같은 외인성 요인에 동시적으로 조절을 받는다. 비록 1960년대 이후 화학적으로 규명된 BWW와 같은 배양액을 이용하여 수정란이 성공적으로 포배로 발생되고 이식 후 정상적인 새끼가 태어났어도, 발생조절에 있어서 이들 탄수화물 물질대사 산물의 역할은 잘 알려져 있지 않다. 포도당은 밀착이 진행되는 상실배에서 물질대사 관련 효소와 수송체의 발현을 조절하고, 포배강 형성에 필요로 하는 에너지를 생산하는데 관련된 것으로 인식되고 있다. 다른 한편으로 cytokine은 배아에서 탄수화물의 대사율, 그리고 물질대사율 조절을 통하여 배아 발생을 조절할 수 있는 것으로 제안되어 왔다. 또한, 근래 들어 본인 등은 젖산염이 착상 전 배아의 발생을 조절할 수 있는 물질임을 밝히고 있다. 이러한 결과들은 탄수화물의 물질대사물이 초기 배아 시기에 에너지원으로서 뿐만이 아니라 생합성 경로 및 다른 조절경로에 참여하고 있음을 의미한다. 따라서 초기 배아 발생 동안 탄수화물 대사와 대사물질은 에너지원으로서 뿐만이 아니라 수정란이 착상할 수 있는 능력을 갖춘 포배로 발생하는 것을 조절하는 조절물질로 그 중요성이 있다.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제28권3호
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• pp.161-166
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• 2004

체외수정 후 체외배양48시간에 난구세포의 제거 유ㆍ무에 따라 CR/sub 1aa/ 배양액에 homoglobin을 0, 1, 5 ㎍/㎖를 첨가한 구의 상실배기 이상 체외발육성 적은 난구세포를 제거한 구에서 23.8%, 33.3% 및 26.8% 였으며, 난구세포를 제거하지 않은 구에서는 각각 39.5%, 54.8% 및 48.8%로서 난구세포를 제거하지 않은 구에 Hb를 1 ㎍/㎖를 첨가한 구가 여타구보다 통계적으로 높은 결과를 얻었다(P<0.05). 체외수정 후 체외배양 96시간 후 난구세포를 제거 유ㆍ무에 따라 Hb를 0, 1, 5 ㎍/㎖를 첨가하였을 때, 상실배기 이상 체외발육성적은 난구세포를 제거한 구에서 각각 28.6%, 46.2% 및 39.1%였으며, 난구세포를 제거하지 않은 구에서는 각각 33.9%, 67.2% 및 46.0%로서, 난구세포를 제거하지 않은 구에 Hb를 1 ㎍/㎖를 첨가구가 여타구에 비해 통계적으로 유의하게 높게 나타났다(P<0.05). CR/sub 1aa/ 배양액에 L-NAME를 0, 10, 50 및 100 mM을 첨가한 구에서 상실배 이상 발육된 체외발육성적은 각각 55.6%, 64.9%, 58.8% 및 66.7%로써 L-NAME 첨가구가 무첨가구에 비해 커다란 차이가 나타나지 않았다(P>0.05). 모든 처리구에 배반포까지 발육된 체외수정란의 세포수에는 커다란 차이가 인정되지 않았다.

• 한국가축번식학회지
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• 제20권2호
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• pp.207-214
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• 1996

본 연구는 미세조작된 수정란의 초급속 재동결 후 발생능을 조사하기 위해서 수행하였다. 먼저 4세포기 생쥐 수정란으로부터 할구세포 한 개를 떼어내고 이들 수정란을 동결액에 넣어 상온에서 2.5분간 평형시킨 다음, 0.25ml straws에 넣어 곧바로 액체질소에 침지시켰다. 4세포기 수정란의 동결액으로는 4.0M(ethylene glycol 및 0.25M sucrose가 함유된 dPBS를 사용하였따. 상실배기 수정란의 동결을 위해서는 항동해제로 4.0M ethylene glycol 대신에 5.0M glycerol을 사용하였다. 융해후 biopsied 4세포기 수정란을 M16 배양액에서 상실배기까지 발달시킨 다음 상실배기용 동결액을 이용하여 초급속 재동결을 실시하였다. 재동결융해 후 발달한 biopsied 배반포기 수정란을 대리모에 이식하여 이들 수정란의 생존성을 검토하였다. 제1차 동결후 biopsied 수정란의 체외발달률은 78%로서 정상적인 수정란의 발달율(91%) 보다 낮은 성적으로 보여주었으나 (P<0.01), 이들 수정란의 이식 후 임신률은 각각 25 및 30%로서 두 실험군간에 차이가 인정되지 않았다. 그리고 biopside 상실배기 수정란의 초급속 재동결후 체외 발달률 및 임신률은 각각 89와 27%로서 biopsied 되지 않은 수정란의 성적 (각각 95 및 28%)과 유사하였다. 이러한 결과를 종합하여 볼 때, 본 연구에서 사용된 초급된 재동결 과정이 미세조작된 생쥐수정란의 생존성에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.

• 한국양식학회지
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• 제8권3호
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• pp.195-207
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• 1995

겨울철 동해안에서 어획되어 식용으로 널리 이용되는 중요 어종중의 하나인 장갱이, Stichaeusgyigorjewi Herzenstein를 1994년 2월 25일과 1995년 2월 16일부터 2월 24일까지 총 5회에 걸쳐 경북 울진군 원남면 오산항에서 구입하여, 실내수조에서 자연산란을 유도하였고 그 난발생을 연구하였다. 구입된 어미의 평균전장, 체장 및 중량은 각각 암컷에서 55.62cm, 50.66cm, 1,192.74g이었고, 수컷에서는 52.85cm, 48.26cm, 및 612.58g으로 수컷에 비해 암컷의 체장에 대한 중량의 비가 높았다. 산란은 수조에 수용한 후 평균 4일 만에 이루어졌고, 산란시의 수온은 $9.2\~ll.0^{\circ}C$였다. 암컷 총 57마리중 40마리가 실내에서 산란하여 $70.2\%$의 자연산란률을 보였고, 암컷 1 마리당 평균산란수는 227,200개였다. 산란은 주로 새벽에 이루어졌고 1회에 거의 전량 백색의 반투명한 타원형 난괴의 형태로 산란하였으며, 그 난괴의 크기는 평균장경 20.32cm, 평균단경 14.57cm 및 평균중량 803.7g이었다. 수정이 완료된 후에도 수컷은 계속 알을 보호하였다. 수정난의 평균난경은 1.54mm, 평균난황경은 1.12mm였으며, 평균직경 0.37mm의 유구 1개를 갖는다. 산란된 알의 평균수정률, 발안률 및 부화율은 각각 $85.7\%,\;80.4\%$ 및 $63.2\%$였다 평균수온 $13.2^{\circ}C$에서 수정란의 수정후 발생 단계별 소요시간은 2세포기까지 5시간 25분, 상실기 13시간, 포배기 18시간, 후기 낭배기 57시간 20분이었으며, 66시간 35분에 배체가 형성되었다. 그 후 발생이 진행되어 368시간 50분만에 약 $10\%$의 자어가 부화되었고, 425시간 30분에는 전체 부화자어의 약 $90\%$가 부화되었다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제28권3호
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• pp.334-342
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• 2015

The present study was designed to evaluate how environmental factors in a dry-summer subtropical climate in Terceira-Azores (situated in the North Atlantic Ocean: $38^{\circ}43^{\prime}N27^{\circ}12^{\prime}W$) can affect dairy cow (Holstein) fertility, as well as seasonal influence on in vitro oocytes maturation and embryos development. Impact of heat shock (HS) effects on in vitro oocyte's maturation and further embryo development after in vitro fertilization (IVF) was also evaluated. For such purpose the result of the first artificial insemination (AI) performed 60 to 90 days after calving of 6,300 cows were recorded for one year. In parallel, climatic data was obtained at different elevation points (n = 5) from 0 to 1,000 m and grazing points from 0 to 500 m, in Terceira island, and the temperature humidity index (THI) was calculated. For in vitro experiments, oocytes (n = 706) were collected weekly during all year, for meiotic maturation and IVF. Further, to evaluate HS effect, 891 oocytes were collected in the cold moths (December, January, February and March) and divided in three groups treated to HS for 24 h during in vitro maturation at: C (Control = $38.5^{\circ}C$), HS1 ($39.5^{\circ}C$) and HS2 ($40.5^{\circ}C$). Oocytes from each group were used for meiotic assessment and IVF. Cleavage, morula and blastocyst development were evaluated respectively on day 2, 6, and 9 after IVF. A negative correlation between cow's conception rate (CR) and THI in grazing points (-91.3%; p<0.001) was observed. Mean THI in warmer months (June, July, August and September) was $71.7{\pm}0.7$ and the CR ($40.2{\pm}1.5%$) while in cold months THI was $62.8{\pm}0.2$ and CR was $63.8{\pm}0.4%$. A similar impact was obtained with in vitro results in which nuclear maturation rate (NMR) ranged from 78.4% (${\pm}8.0$) to 44.3% (${\pm}8.1$), while embryos development ranged from 53.8% (${\pm}5.8$) to 36.3% (${\pm}3.3$) in cold and warmer months respectively. In vitro HS results showed a significant decline (p<0.05) on NMR of oocytes for every $1^{\circ}C$ rising temperature ($78.4{\pm}8.0$, $21.7{\pm}3.1$ and $8.9{\pm}2.2$, respectively for C, HS1, and HS2). Similar results were observed in cleavage rate and embryo development, showing a clear correlation (96.9 p<0.05) between NMR and embryo development with respect to temperatures. Results clearly demonstrated that, up to a THI of 70.6, a decrease in the CR occurs in first AI after calving; this impairment was confirmed with in vitro results.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제10권2호
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• pp.105-113
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• 2006

세포의 대사과정에서 생성되는 활성산소종(reactive oxygen species : ROS)은 세포의 성숙과 발생 과정을 저해하며, 인간의 생식 수관에서 불임의 원인이 된다. 많은 세포생물학적 연구를 통해 ROS에 대한 세포 내의 보호 기작이 밝혀지고 있다. Activating transcription factor 4(ATF4)는 세포 내에서 산화적 스트레스를 비롯한 여러 스트레스 요인으로부터 세포를 보호하는 기작에 관여하는 중요한 인자로서, 스트레스에 의한 세포 사멸을 유도하는 유전자의 활성화와 관련이 있다고 알려져 있다. 본 연구에서는 착상 전 초기 배아의 발생 단계에서 ROS에 의한 산화적 스트레스가 배아의 발생에 영향을 준다는 보고와 관련하여 생쥐 초기배아에 산화적 스트레스 요인인 $H_2O_2$(hydrogen peroxide)를 처리한 후 ATF4 유전자의 발현 변화를 추적하였으며, ROS 방어에 관여하는 SOD1 유전자와 apoptosis 유전자인 Bax의 발현 양상을 함께 비교하였다. 또한 면역형광염색법을 이용하여 착상전 초기배아의 ATF4 단백질 발현 부위를 조사하였다. $H_2O_2$를 0.1 mM 농도로 처리한 2-세포기 배아에서는 처리 8시간 후인 4-세포기 단계부터 발생율이 감소하기 시작하였으며, 0.5 mM과 1.0 mM 농도에서는 배아의 발생이 진행되지 않았다. RT-PCR결과 SOD1 유전자의 발현은 $H_2O_2$를 처리한 모든 그룹에서 처리 1시간째인 2-세포기 배아단계에서 대조군보다 증가하였으며, ATF4 유전자 역시 2-세포기 배아단계에서 발현이 증가하였다. Bax 유전자도 통일한 시기에 발현이 증가하였다. ATF4 단백질의 배아 세포 내 발현부위는 스트레스 방어 기작이 주로 일어나는 세포질에서 많이 발현이 되었으며 포배기 배아에서는 내세포괴(inner cell mass)부위 보다는 영양외배엽(trophectoderm)에서 발현됨을 확인하였다. 2-세포기 배아에서 ATF4 immunoreactivity는 모든 $H_2O_2$농도 처리군에서 대조군보다 증가하였다. 이상의 결과에서, 착상 전 초기 배아에서 ROS에 의해 ATF4 발현이 유도됨을 확인하였다. 따라서 산화적 스트레스에 대해 배아를 보호하기 위한 방어 기작에 ATF4가 관여하는 것으로 사료되며, 세포 사멸 유전자의 발현과도 밀접한 관련이 있는 것으로 사료된다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제14권9호
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• pp.1260-1266
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• 2001

The effect of protein supplementation, $O_2$ concentration and co-culture on the development of embryos produced by nuclear transfer using cultured cumulus cell was investigated. Recipient oocytes and cumulus cells were obtained from the ovaries of the slaughtered Hanwoo cows. Donor cumulus cells were cultured in Dulbecco's modified Eagle medium containing 10% fetal bovine serum at 5% $CO_2$ in air at $38.5^{\circ}C$. The 1 to 6 passages of cumulus cells were isolated and used as donor cells. The in vitro matured oocytes were enucleated and then the isolated donor cells were introduced. One $15{\mu}s$ pulse of 180 volts was applied to induce the fusion between karyoplast and cytoplast. The fused embryos were activated with $10{\mu}M$ calcium ionophore for 5 min and 2 mM 6-dimethylaminopurine for 3 h. To examine the effect of protein supplementation, nuclear transfer (NT) embryos were cultured in one of the following 4 treatments : 1) CR1aa + 3 mg/ml BSA for 7 days ; 2) CR1aa + 10% FBS for 7 days ; 3) CR1aa + 1.5 mg/ml BSA + 5% FBS for 7 days ; and 4) CR1aa + 3 mg/ml BSA for first 3 days and then CR1aa + 1.5 mg/ml BSA + 5% FBS for 4 days. Culture took place at 5% $CO_2$, 5% $O_2$ and 90% $N_2$ at $38.5^{\circ}C$. Although there were no significant differences in cleavage rate among different protein supplements, the rates of blastocyst formation were significantly different. When NT embryos were cultured in the medium supplemented with only BSA, they could develop to only morula not to blastocyst. However, when FBS was supplemented, NT embryos developed to blastocyst stage. In order to investigate the effect of $O_2$ concentration and co-culture, NT embryos were cultured in CR1aa + 1.5 mg/ml BSA + 5% FBS with or without cumulus cell co-culture at an atmosphere of 5% $CO_2$ in air (20% $O_2$) or 5% $CO_2$, 5% $O_2$, 90% $N_2$ (5% $O_2$) at $38.5^{\circ}C$ for 7 days. The percentage of blastocyst development was significantly higher when the NT embryos were cultured at an atmosphere of 5% $O_2$ than that of 20% $O_2$ (p<0.05). However, there was no significant difference between with and without cumulus cell co-culture at an atmosphere of 5% $O_2$ or 20% $O_2$. Fifty embryos were transferred to 25 recipients and 5 recipients were pregnant at 100 days. From 5 pregnant cows, only one cow was delivered of female twin. In conclusion, the embryos reconstructed by enucleation of metaphase II oocytes and introduction of the cycling and quiescent cumulus donor cells in Hanwoo had developmental potential to term after embryo transfer to recipient cows.

• 한국가축번식학회지
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• 제26권1호
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• pp.79-85
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• 2002

본 연구에서는 전기자극 후 cycloheximide의 적정농도와 배양시간이 체외성숙된 돼지난자의 활성화에 미치는 영향을 조사하고자 실험을 수행하였다. 42~44시간 동안 체외성숙 된 난자는 0.1%의 hyaluronidase에서 pipetting으로 난구세포를 제거한 후, 1.2 KV/cm의 전압으로 전기자극만 하거나, 전기자극 후 cycloheximide 1, 5 및 10 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$의 농도에서 각각 3, 5 및 7시간 동안 배양하는 구로 나누어 활성화를 유도하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 난자의 분할율 cycloheximide 10 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$ 처리군이 86.8%로 1 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$ 처리군의 74.4%보다 유의적(P＜0.05)으로 높았다. 배반포기 발달율은 10 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$ 처리구보다 5 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$ 처리구에서 유의적(P＜0.05)으로 높았다. 2. 전기자극 후 cycloheximide에서 배양시간의 비교에 있어서 5시간 처리한 돼지난자의 분할율(86.6%)이 3시간 동안 처리한 난자보다 유의적(P＜0.05)으로 높게 나타났다. 상실배의 발달율은 5시간과 7시간 동안 처리구(26.7%와 16.4%)에서 3시간 처리구(14.5%)보다 유의적(P＜0.05)으로 높은 발달율을 나타났다. 3. 전기자극을 단독처리하거나 전기 자극 후 cyclohiximide를 복합처리한 돼지난자를 8일 동안 배양하였다. 전기자극 후 cycioheximide를 복합처리한 난자의 분할율(80.1%) 및 배반포기 발달율(11.6%)은 전기자극 단독처리한 난자의 분할율(77.2%) 및 배반포기 발달율(6.6%)과는 유의적인 차이가 없었다. 4. 체외성숙된 돼지난자를 전기자극 단독 또는 전기자극 후 cycloheximide 복합처리한 후 체외 발달한 배반포기 수정란의 핵 수는 각각 18.67$\pm$5.53개와 20.71$\pm$6.16개로써 유의적인 차이가 없었다. 이상의 결과를 요약하면, 전기자극을 단독처리 하거나 전기 자극 후 cyclohiximide를 복합처리한 돼지난자 발생율은 유의적인 차이가 없었으나, 전기자극 후 cycloheximide를 복합처리 할 경우에는 5 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$의 농도로 5시간 동안 배양하는 것이 효과적으로 돼지난자의 activation을 유기할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국가축번식학회지
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• 제22권3호
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• pp.293-300
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• 1998

본 연구는 체외에서 성숙되고 수정된 소 수정란의 체외 발달에 thiol compound인 $\beta$-mercaptoethanol($\beta$-ME)과 cysteine(CYS)의 첨가 효과를 알아보기 위하여 실시하였다. 미성숙 난포란을 회수한 후 TCM-199 배양액내에서 24시간 동안 성숙을 유도하였다. 수정은 Fert-TALP 배양액에서 실시하였으며, 2세포기로 발달한 수정란만을 선별하여 CR1aa 배양액내에 $\beta$-ME 및 CYS를 첨가하여 체외배양하였다. 실험 1에서는 $\beta$-ME과 CYS의 최적농도를 알아보기 위해서 0, 5, 25, 125$\mu$M의 $\beta$-ME과 0, 0.01, 0.1, 0mM의 CYS이 첨가된 배양액에 2세포기 난자를 9일 동안 배양하면서 배반포까지 발달율을 조사하였다. 그 결과 25$\mu$M의 $\beta$-ME 그리고 0.1mM의 CYS이 첨가된 배양액에서 배반포까지의 발달율은 각각 30.7%와 31.0%로 대조군의 발달율(8.0%, 15%)에 비해 유의적으로 높은 결과를 보였다(P<0.05). 실험 2에서는 배반포 형성에 있어 최적농도인 25$\mu$M의 $\beta$-ME과 0.1mM의 CYS을 각각 초기배(2$\longrightarrow$8세포기)와 후기배 (8세포기 이후) 배양시 첨가하였을 때, 그 효과를 알아보았다. 그 결과 후기배양시 25$\mu$M의 $\beta$-ME과 0.1mM의 CYS이 첨가된 배양액내에서 배반포까지의 발달율은 각각 60.2%와 43.1%로 초기배 배양에서의 첨가군(18.2%, 23.7%)과 대조군(22.5%, 18.1%)에 비해 유\ulcorner거으로 높게 나타났다(P<0.05). 따라서 배양액내 $\beta$-ME과 CYS의 첨가는 체외에서 생산된 소 난자의 배발달율을 향상시키며, 초기배 수정란의 genome 활성이 일어나는 시기 (8~16 세포) 이후에 첨가효과가 큼을 알 수 있었다.

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