• 한국수정란이식학회지
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• 제19권3호
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• pp.245-255
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• 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
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• 제31권3호
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• pp.153-159
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• 2016

(-)-Epicatechin gallate (ECG) is a polyphenol compound of green tea exhibiting biological activities, such as antioxidant and anticancer effects. To examine the effect of ECG on porcine oocytes during in vitro maturation (IVM), oocytes were treated with 0-, 5-, 15-, and $25{\mu}M$ ECG. After maturation, we investigated nuclear maturation, intracellular glutathione (GSH) and reactive oxygen species (ROS) levels and subsequent embryonic development after parthenogenetic activation (PA) and in vitro fertilization (IVF). After 42 hours of IVM, the $5{\mu}M$ group exhibited significantly increased (p< 0.05) nuclear maturation (89.8%) compared with the control group (86.1%). However, the $25{\mu}M$ group observed significantly decreased (p< 0.05) nuclear maturation (83.5%). In intracellular maturation assessment the 5-, 15-, and $25{\mu}M$ groups had significantly increased (p< 0.05) GSH levels and decreased ROS levels compared with the controls. The 5- and $15{\mu}M$ group showed significantly increased (p< 0.05) embryo formation rates and total cell number of blastocysts after PA (18% and 68.9, 15% and 85.1 vs. 12% and 59.5, respectively) compared with controls. Although the $25{\mu}M$ group observed significantly lower blastocyst formation rates after PA (27.6% vs. 23.2%) than control group, the $5{\mu}M$ group showed significantly increased blastocyst formation rates after PA (37.2% vs. 23.2%) compared to the control group. Furthermore, the $5{\mu}M$ group measured significantly increased blastocyst formation rates (20.7% vs. 8.6%) and total cell number after IVF ($88.3{\pm}1.5$ vs. $58.0{\pm}3.6$) compared to the control group. The treatment of $5{\mu}M$ ECG during IVM affectively improved the porcine embryonic developmental competence by regulating intracellular oxidative stress during IVM.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제32권12호
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• pp.1844-1853
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• 2019

Objective: We investigated how pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide (PACAP) affects embryonic development during pre-in vitro maturation (pre-IVM) using porcine oocytes isolated from small follicles. Methods: We divided the follicles into the experimental groups by size (SF, small follicles; MF, medium follicles) and treated with and without PACAP and cultured for 18 hours (PreSF[-]PACAP; without PACAP, Pre-SF[+]PACAP; with PACAP) before undergoing IVM. The gene expression related to extracellular matrix formation (amphiregulin, epiregulin, and hyaluronan synthase 2 [HAS2]) and apoptosis (Bcl-2-associated X [BAX], B-cell lymphoma 2, and cysteine-aspartic acid protease 3) was investigated after maturation. The impact on developmental competence was assessed by the cleavage and blastocyst rate and total cell number of blastocysts in embryos generated from parthenogenesis (PA) and in vitro fertilization (IVF). Results: Cleavage rates in the Pre-SF(+)PACAP after PA were significantly higher than SF and Pre-SF(-)PACAP (p<0.05). The cleavage rates between MF and Pre- SF(+)PACAP groups yielded no notable differences after IVF. Pre-SF(+)PACAP displayed the higher rate of blastocyst formation and greater total cell number than SF and Pre-SF(-)PACAP (p<0.05). Cumulus cells showed significant upregulation of HAS2 mRNA in the Pre-SF(+)PACAP compared to the SF (p<0.05). In comparison to other groups, the Pre-SF(+)PACAP group displayed a downregulation in mRNA expression of BAX in matured oocytes (p<0.05). Conclusion: The PACAP treatment during pre-IVM improved the developmental potential of porcine oocytes derived from SF by regulating cumulus expansion and apoptosis of oocytes.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제29권4호
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• pp.207-212
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• 2005

In the present study, we investigated the effects of genotypes on in vitro maturation and fertilization in porcine fresh/frozen-thawed oocytes. The porcine cumulus-oocyte complexes (COCs) were divided into four groups according to whether they were: (1) in vitro matured; (2) cryopreserved and in vitro matured; (3) in vitro fertilized and (4) cryopreserved, and in vitro fertilized. Maturation of porcine COCs was accomplished by incubation in NCSU23 medium. Immature oocytes were cryopreserved by Open Pulled Straws (OPS) method according to Vajta et al., (1998). Oocytes stained by Acetic-Orcein method were observed under the microscope. DNA extracted from the ovaries was analyzed by RAPD (random amplified polymorphic DNA) and SSCP (single strand conformational polymorphisrrt) method. The rates of oocytes maturation and fertilization were significantly high in AA genotype. The results indicated that in vitro maturation and fertilization in porcine fresh/frozen-thawed oocytes may be affected by genotypes in pigs.

• 대한생식의학회:학술대회논문집
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• 대한불임학회 1996년도 추계 학술대회 및 정기총회
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• pp.59-60
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• 1996

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제12권6호
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• pp.966-975
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• 1999

Technologies on preimplantation porcine embryos have been developed quickly and significantly. Successful development of systems for culture of porcine zygotes to the blastocyst stage has made it possible to utilize follicular oocytes for in vitro production of embryos and thus stimulated research on various embryo technologies. Recent technological development of embryo cryopreservation, separation of X- and Y-bearing spermatozoa and non-surgical embryo transfer has also made it easy to utilize in vivo- and in vitro-produced embryos for artificial manipulation to produce clones and transgenic pigs. Further progress in overcoming various problems associated with each embryo technology will result in acceptable efficiency to utilize porcine embryos with a high or increased quality. Combining these technologies will accelerate further expansion of the swine industry not only for meat production but also for the production of therapeutic recombinant proteins and xonografts.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제30권2호
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• pp.125-133
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• 2006

This study was conducted to detect the apoptosis incidence in blastocysts and to compare the abundance of Bax, Bcl2L1, VEGF and FGFR2 in in vitro fertilized (IVF), parthenogenetic (PAT) and nuclear transfer (NT) embryos. Oocytes matured for 40 hr were enucleated and reconstructed with confluenced fetal fibroblasts (FFs) derived from a ${\sim}45$ day fetus. Reconstructed eggs were then fused with 2 DC pulses (2.0 kV/cm, $30{\mu}sec$) and cultured with $7.5{\mu}g/ml$ cytochalasin B for 3 hr. Parthenotes (PAT) were produced with the same electric strength and culture for NT eggs. The embryos were cultured in NCSU-23 medium at $39^{\circ}C,\;5%\;CO_2,\;5%\l;O_2$ in air. In 3 runs, set of 10 embryos at the 4-cell to blastocyst stages were used to extract total RNA for analyzing the gene expression patterns of pro-apoptotic (Bax), anti-apoptotic (Bcl2L1), vasculogenesis (VEGF), implantation (FGFR2III) using real-time quantitative PCR. Cleavage and blastocyst rates were significantly higher (P<0.05) in IVF and PAT ($79.3{\pm}8.5\;and\;25.5{\pm}6.1,\;and\;85.0{\pm}6.4\;and\;38.6{\pm}5.5$, respectively)than NT counterparts ($65.1{\pm}5.2\;and\;15.6{\pm}3.0$, respectively). Significantly higher (P<0.05) total cells were observed in IVF controls and PAT ($34.7{\pm}5.8\;and\;38.1{\pm}4.1$) than NT embryos ($24.8{\pm}3.2$). Apoptosis index was significantly lower (P<0.05) in IVF than NT embryos. The Relative abundances (RA) of Bax and VEGF were significantly higher (P<0.05) at blastocyst stage in NT than IVF control. The RA of Bcl2L1 and FGFR2III were significantly higher (P<0.05) at blastocyst stage in IVF than NT. The present study observed the abnormal gene expressions in NT embryos at various developmental stages, suggesting certain clues to find out the cause of the low efficiency of NT to term.

• 한국수정란이식학회지
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• 제19권3호
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• pp.275-282
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• 2004

본 연구는 체외성숙/체외수정 유래의 돼지 난자를 이용하여 체외발달시 배양액의 종류나 교체에 따른 영향을 구명하고자 수행하였다. mNCSU-23에서 체외성숙시킨 다음 mTBM에서 체외수정시킨 난자를 목적에 따라 두 가지로 나누어 실험한 결과는 다음과 같다. 1. 체외성숙/체외수정란을 NCSU-23에서 배양액 교체없이 7일 동안 배양하거나 CZB에서 4일 배양한 다음 Pig-MEM으로 옮겨서 나머지 3일간 배양한 결과, 난분할율은 배양액간 차이를 보이지 않은 반면, 추정수정란대 배반포 발달을(P<0.05)과 분할란대 배반포 발달율은 NCSU-23에서 배양된 것이 유의적으로 높았다(P<0.01). 그러나 배 반포의 ICM 세포수, TE 세포수 및 총세포수에서는 모두 차이가 없었다. 2. 체외성숙/체외수정란를 NCSU-23에서 배양액 교체없이 7일 동안 배양하거나 체외배양 5일째에 신선한 동일 배양액이나 0.4％ BSA를 10％ FBS로 대체한 배양액(mNCSU-23F)으로 완전히 교체하여 배양한 결과, 난분할율, 배반포발달율, 배반포의 ICM 세포수, TE 세포수 및 총세포수 모두 처리간 유의적인 차이를 보이지 않았다. 결과적으로, NCSU-23이 CZB/Pig-MEM보다 체외성숙/체외수정 유래의 난자를 체외발달시키는데 적합한 것으로 사료되며, 체외발달배양 과정에 신선한 배양액이나 일부 변경된 배양액으로의 교체에 대해서는 더 많은 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국가축번식학회지
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• 제27권2호
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• pp.125-133
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• 2003

본 연구는 돼지 난포란의 체외배양액에 황화합물인 $\beta$-mercaptoethanol($\beta$-ME)을 첨가배양함으로서 돼지난포란의 체외성숙과 체외배발달에 미치는 향을 구명하고자 실시하였다. 본 연구에서 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 돼지난포란을 체외성숙배양액인 NCSU-23 배양액에 $\beta$-ME를 각각 0, 25, 50 및 100$\mu$M 첨가배양하여 성숙을 유기한 다음, 체외수정을 실시한 결과, 모든 처리구에서 핵성숙률, 정자침투율, 웅성전핵형성률, 다정자침입률 및 평균침입정 수에서 유의적인 차이가 인정되지 않았다 P>0.05). 2. 체외성숙 및 수정을 실시한 후, 배발달 배양액인 NCSU-23에 7일간 배양한 결과, 배반포 형성률은 25$\mu$M의 $\beta$-ME 처리구가 유의적(P<0.05)으로 높은 결과를 나타냈고, 총세포수에 있어서는 대조구와 처리구간 유의적인 차이가 인정되지 않았다. 3. 배발달배양액인 NCSU-23에 $\beta$-ME를 각각 0, 12.5, 25 및 5$\mu$M 첨가하고 5 및 20%산소조건 하에서 7일간 배양한 결과, 처리구별 산소농도에 따른 배발달률 및 총세포수에 있어서는 유의 적 인 차이가 없었으나, 25$\mu$M $\beta$-ME 처리구에서 유의적으로 높은 결과를 나타냈다(P<0.05). 그러나 총세포수에서는 처리구 및 대조구간 유의성이 인정되지 않았다. 결론적으로 돼지난포란의 체외성숙 및 배발달시 황화합물인 $\beta$-ME의 첨가는 25$\mu$M이 가장 적합하며, 산소농도에 따라서는 영향을 미치지 않는 것으로 조사되었다.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제28권2호
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• pp.77-82
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• 2004

5% $CO^2와 5% O^2$ 농도 조건 하에서 NCSU23 배양액에 aesculetin을 0, 1, 5 및 10 $\mug/ml$를 첨가한 구에서 상실배기 이상 발육된 체외배양 성적은 10 $\mu$ g 첨가구(35.7%)가 여타구(0 $\mu$g, 30.2% ; 1$\mu$g, 29.5% ; 5$\mu$g, 29.2%)보다 통계적으로 유의하게 높은 성적을 얻었다(P<0.05). NCSU 23 배양액에 taurine을 0, 2.5 및 5.0 mM을 첨가, 체외배양을 실시한 결과 배반포기 이상 발육된 체외발육 성적은 각각 2.8%, 2.2% 및 7.0%였으며, 상실배이상의 체외 발육성적은 26.1%, 26.9% 및 31.7%로서 taurine 5.0 mM 첨가가 체외수정란의 체외발육 성적이 유의적으로 높은 것으로 나타났다(P<0.05). NCSU 23 배앙액에 melatonin을 0, 1, 5 및 10nM을 첨가하여 체외배양을 실시한 결과, 배반포기까지 발육된 체외 발육성적은 17.8%, 26.1%, 20.0% 및 16.3%로서 melatonin 1nM 첨가구가 여타구에 비해 통계적으로 유의하게 높은 성적을 나타냈으며(P<0.05), 상실배기 이상 발육된 체외발육 성적에서는 melatonin 1nM 첨가구가 39.1%로서 대조구 33.3%, 5 nM 첨가구의 33.3% 및 10 nM 첨가구의 27.9%보다 높은 발육율을 나타냈다(P<0.05). 한편 배반포기 수정란의 세포수 조사에서는 melatonin 10 mM 첨가구가 유의하게 낮은 것으로 나타났다.