연구는 갈치 Trichiurus lepturus의 성 성숙과 생식생물학적 기초 정보를 제공하기 위해 수행하 였다. 난자형성과정 동안 난모세포와 핵의 크기는 증가하였으나 핵에 대한 인의 비율은 감소 하였다. H-E 염색 결과, 세포질의 염색성은 호염기성에서 호산성으로 변하였다. 난황형성개시 기 난모세포의 난경은 약 63.2 (±12.7) μm였다. 세포질에서는 호산성의 난황핵이 관찰되었다. 성숙기 난모세포의 난경은 216.6 (±24.7) μm였으며, GVBD (germinal vesicle breakdown)가 관 찰되었다. 완숙기 난모세포의 난경은 317.9 (±80.9) μm였으며, 방사대의 두께는 4.2 (±1.7) μm 였다. 난모세포의 발달형태는 난군동기발달형에 속하며, 난황 축적은 대부분의 경골어류와 마 찬가지로 외재적 방법과 내재적 방법에 의한 것으로 판단되었다.

난자의 성숙과정과 노화에 관한 이해는 인공수정과 체외수정 최적기를 판단하기 위하여 가장 중요한 연구내용으로 알려져 있다. 이러한 기작은 번식 호르몬들에 의하여 조절되는 것으로 알려져 있으나 난자 세포질 변화에 관한 내용은 잘 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 산화질소물(nitric oxide, NO)이 난자 성숙과정에서 증가하는 것을 밝혔으며 난자의 미성숙단계(germinal vesicle stage, GV)와 난자핵막붕괴단계(germinal vesicle breakdown, GVBD) 및 성숙완료단계(metaphase II, MII)단계에서 생산되는 NO의 양을 비교하였다. 또한, 난자를 체외에서 배양할 때, MII단계로 성숙되지 않는 성장 단계의 난자에서는 NO의 증가 현상을 관찰할 수 없었고, 세포질이 불균일한 노화된 난자에서는 NO가 증가된 상태로 유지되는 특성이 있음을 밝혔다. 이러한 결과는 NO의 작용이 난자의 성숙과정과 난자 노화과정에서 중요한 기능을 담당하고 있음을 보여주고 있다.

본 연구는 혈통이 확인된 한우 암소의 체중과 월령에 따라 난소에서 난포의 분포 양상을 확인하고, 체외성숙배양 배지가 채취된 미성숙 난자/난구세포의 배양시 분할율에 미치는 영향을 확인하고자 수행하였다. 도축장에서 도축된 암소들의 혈통, 생체중, 및 월령을 기준으로 적출된 난소를 분류한 후, 난소 모양, 황체, 백체 및 난포액 분포 양상을 확인하였고, 개체별 한우 난소에서 18G 주사침이 장착된 5ml 주사기를 이용하여 난자를 채취한 후, 실체현미경으로 관찰하여 난구세포가 난자주변을 둘러싸고 있는 난자를 회수 하였다. 회수한 미성숙난자를 25mM HEPES 와 10% FBS 가 첨가된 TCM-199 으로 옮겨 2~3 회 세정한 후, follicle stimulating hormone(FSH, Sigma) 0.5 μg/ml, luteinizing hormone(LH, Sigma) 0.5μg/ml, β-estradiol(Sigma)1μg/ml 가 첨가된 미성숙 난자의 체외성숙배지 BO, TCM199, 및 IVMD101 를 각각 사용하여 22 시간 동안 38.5℃, 5% CO2 배양기에서 성숙시켰다. 동결정액은 동일한 보증씨수소 정액을 37.5℃에서 30 초간 융해 하였으며, 최종 정자에는 IVF100 을 첨가하여 각각의 정자 droplet 에 난자들을 38.5℃, 5% CO2 조건의 배양기에 5~6 시간동안 체외수정 하였다. 연구 결과, 무혈통 번식 한우의 체외성숙 배지별 분할율은 BO 배양액에서 23.99%였고, TCM199 에서 47.99%, IVMD101 에서 40.04%로, BO 가 가장 낮았고 TCM199 가 높은 경향을 나타냈다. 개체별 체중에 따른 난자의 체외성숙 배지별 분할율은 480kg 미만의 경우, TCM199 에서 72.73%였고, IVMD101 에서 33.77%로 TCM199 이 월등히 높았다. 480-639kg 의 경우, TCM199 에서 50.05%였고, IVMD101 에서 55.11%로 IVMD101 가 높았으나 비슷한 양상을 나타냈다. 640-699kg 의 경우는 TCM199 에서 65.38 %였고, IVMD101 에서 47.92%로 TCM199 가 높았으며, 700kg 이상의 경우에는 TCM199 에서 61.75%, IVMD101 에서 55.63%로 TCM199 가 더 높게 나타났다. 개체별 월령에 따른 난자의 체외성숙 배지별 분할율은 39 개월 미만의 경우, TCM199 에서 62.41%, IVMD101에서 50.00%로 TCM199 이 높았고, 39-50 개월미만의 경우에는 TCM199 에서 51.22%, IVMD101 에서 49.89%로 TCM199 이 더 높은 경향을 보였다. 50 개월 이상의 경우에는 IVMD101 에서 57.40%로 TCM199 에서 52.25%보다 높게 나타났다. 결과적으로 체중별로 채취된 난자는 TCM199 에서 분할율이 높았으며, 월령별로 채취된 난자는 50 개월이상의 경우 IVMD101 에서 분할율이 높았으나 39-50 개월미만과 39 개월미만의 경우 TCM199 에서 분할율이 높아 다른 경향을 보였다. 본 연구결과를 바탕으로 체중, 월령 및 배양 배지에 따라서 분할율의 향상과 이때 발현되는 번식형질 유전자의 발현에 관한 연구가 필요할 것으로 사료된다.

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.

In most mammals, metaphase II (MII) oocytes having high maturation promoting factor (MPF) activity have been considered as good oocytes and then used for assisted reproductive technologies including somatic cell nuclear transfer (SCNT). Caffeine increases MPF activity in mammalian oocytes by inhibiting p34cdc2 phosphorylation. The objective of this study was to investigate the effects of caffeine treatment during in Vitro maturation (IVM) on oocyte maturation and embryonic development after SCNT in pigs. To this end, morphologically good (MGCOCs) and poor oocytes (MPCOCs) based on the thickness of cumulus cell layer were untreated or treated with 2.5 mM caffeine during 22-42, 34-42, or 38-42 h of IVM according to the experimental design. Caffeine treatment for 20 h during 22-42 h of IVM significantly inhibited nuclear maturation compared to no treatment. Blastocyst formation of SCNT embryos was not influenced by the caffeine treatment during 38-42 h of IVM in MGCOCs (41.1-42.1%) but was significantly improved in MPCOCs compared to no treatment (43.4 vs. 30.1%, P<0.05). No significant effects of caffeine treatment was observed in embryo cleavage (78.7-88.0%) and mean cell number in blastocyst (38.7-43.5 cells). The MPF activity of MII oocytes in terms of p34cdc2 kinase activity was not influenced by the caffeine treatment in MGCOCs (160.4 vs. 194.3 pg/ml) but significantly increased in MPCOCs (133.9 vs. 204.8 pg/ml). Our results demonstrate that caffeine treatment during 38-42 h of IVM improves developmental competence of SCNT embryos derived from MPCOCs by influencing cytoplasmic maturation including increased MPF activity in IVM oocytes in pigs.

The elevated temperature and high humidity has been known as main reason for heat stress on animals and cause detrimental effects on productivity of organisms and physiological conditions of normal bioactivities. The aims of this study were to evaluate the relationship between time of heat shock simulation during in vitro maturation and developmental competence of subsequent embryo after in vitro fertilization. Heat shocked cumulus-oocyte complexes (COCs) of Korean native cattle were subjected to normal conditions for 22, 21, 18 and 12 h respectively and transferred to heat stress inducing condition at 40.5 °C in other incubator for 0 (control), 1 and 4 h. After maturation for 22 h, the oocytes were fertilized and cultured in mSOF media for 8 d and examined the developmental capacity of embryos. There were no differences in maturation and cleavage rates between 0, 1 and 4 h heat socked oocytes, but blastocysts formation were lower in the 4 h heat stressed oocytes. The apoptotic cells of developed blastocysts were also increased in at day 8 with 4 h heat shocked oocytes. These results indicate that heat shock on oocytes during maturation could cause negative effects on the developmental competence of embryos.

Hyaluronan은 난포액, 나팔관과 자궁에 존재하는 물질로 돼지의 다정자 수정을 억제하고 체외배 양액에 첨가시 배 발육을 향상시키는 것으로 알려져 있다. Glucuronic acid와 N-acetyl-D-glucosamine (GlcNAc)은 이중결합하여 hyaluronan을 구성하는 물질이다. 본 연구에서는 체외성숙 배양액 내 Glucuronic acid 및 GlcNAc 첨가가 돼지 난자의 성숙 및 단위발생 난자의 배 발육에 미치는 영향 을 조사하였다. 난자의 체외성숙 배양액으로는 0.1% PVA (polyvinyl alcohol)가 첨가된 Medium-199 을 기본배양액으로 이용하였고, 여기에 cysteine, pyruvate, epidermal growth factor, kanamycin, insulin 및 호르몬을 추가하여 44시간 동안 난자를 배양하여 체외성숙을 유도하였다. 실험설계에 따라 glucuronic acid 및 GlcNAc를 각각 0, 0.005, 0.01, 0.05, 0.1 mM의 농도로 체외성숙 배양액에 첨가 하였다. 체외성숙된 난자는 전기자극을 통해 단위발생을 유도하였고 porcine zygote medium-3에서 7일간 체외 배양하였다. 실험 결과 난자의 체외성숙 배양액 내 glucuronic acid 첨가는 난자의 핵 성숙률(91.3-94.4%), 단위발생 후 분할률(85.5-93.6%) 및 배반포 발달율(42.0-51.0%)에 영향을 미치지 않았으나 배반포 세포수는 0.05 mM glucuronic acid 첨가 군에서 38.0개로 대조군의 31.5개에 비해 유의적으로(P<0.05) 증가하였다. 난자의 체외 성숙 배양액에 GlcNAc를 첨가하였을 때 난자의 핵 성숙률(94.3-97.2%) 및 단위발생 후 배반포 세포수(40.0-43.1)는 대조군 및 첨가 농도의 차이에 따라 유의적인 차이를 보이지 않았으나 분할률은 0.05 mM 처리군에서 91.8%로 대조군(85.0%) 및 0.005 mM 처리군(84.6%)에 비해 유의적(P<0.05)으로 증가하였다. 또한 0.05 mM 처리군의 배반포 발달 율은 59.6%로 대조군(46.3%), 0.005 mM 처리군(44.3%) 및 0.1 mM 처리군(45.2%)에 비해 유의적으 로 높았다. 이상 결과로 보아 체외성숙 배야액 내 0.05 mM glucuronic acid 및 GlcNAc 첨가는 돼 지 난자의 단위발생 후 배 발육을 증가시키는 것으로 사료된다.

돼지 난자의 체외성숙 배양액에서 다양한 농도의 육탄당 처리는 난자의 성숙률과 배 발 육능, 세포수 증가에 영향을 주는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 육탄당의 일종인 fructose가 돼 지 난자의 체외성숙에 미치는 영향을 조사하였다. 난자의 체외배양액으로는 cysteine, pyruvate, epidermal growth factor, kanamycin, insulin 및 호르몬이 첨가된 porcine zygote medium (PZM)-4 또는 10% 돼지 난포액이 첨가된 PZM-3을 이용하였고 실험설계에 따라 다양한 농도의 fructose 및 5.5 mM의 glucose를 첨가하여 44시간 동안 배 양함으로써 난자의 성숙을 유도하였다. 첫 번째 실험에 서는 1.5, 3.0 및 5.5 mM의 fructose 와 5.5 mM의 glucose가 첨가된 성숙배양액에서 배양된 난자의 성숙률 및 단위발생 후 배 발육능을 조사하였다. 실험 결과 1.5, 3.0 및 5.5 mM fructose를 첨가한 배양액에서 성숙된 난자는 5.5 mM glucose가 첨가된 배양액에서 성숙된 난자와 비교하였을 때 유 사한 핵 성숙 률(81.9-91.5% vs. 94.2%), 단위발생 후 분할률(89.4-92.4% vs. 90.1%), 배반포 발달률 (39.3-41.1% vs. 39.4%) 및 배반포 세포수(30.8-34.2% vs. 31.8%)를 보였다. 두 번째 실험에서, 10% 돼지 난포액이 첨가된 PZM-3 배양액에서 무처리 및 3.0 mM fructose, 5.5 mM glucose 및 3.0 mM fructose와 5.5 mM glucose 병행 첨가 성숙배양액에서 성숙된 난자의 성숙률 및 단위발생 후 배 발 육률을 조사하였다. 실험 결과 3.0 mM fructose (93.1%), 5.5 mM glucose(91.7%) 및 3.0 mM fructose 와 5.5 mM glucose 병행 처리군(93.5%)이 무처리군(74.4%)에 비해 유의적으로(P<0.05) 높은 핵 성 숙률을 보였다. 또한 5.5 mM glucose(90.1%) 및 병행 처리군(97.2%)은 대조군(67.6%)에 비해 유의 적으로(P<0.05) 높은 분할률을 보였다. 배반포 발달률은 3.0 mM fructose(52.6%) 및 병행 처리군 (58.8%) 에서 무처리군(44.4%) 및 5.5 mM glucose (51.0%)에 비해 유의적으로(P<0.05) 증가하였다. 본 실험 결과로 보아 체외성숙 합성배양액 내 fructose 첨가는 glucose와 유사한 수준의 배 발육률 을 보임으로써 glucose를 대체할 수 있는 에너지원으로 이용 가능함을 확인하였다.

Monosodium glutamate (MSG)는 아미노산의 일종인 글루탐산에 나트륨이 결합된 것으로 구수한 맛, 감칠맛을 내는 인공조미료로 사용되고 있다. 이전 연구에 의하면 쥐에서MSG의 섭취가 난모세 포의 발달에 유해하다는 결과가 보고되었다. 본 연구에서는 돼지 난자의 체외성숙 및 체외 배양액 에 MSG 첨가가 난자의 성숙 및 배 발육에 미치는 영향을 검토하였다. 난자의 체외성숙배양액으 로는 10% 돼지 난포액이 첨가된 Medium-199 (positivecontrol) 또는 비필수아미노산이 제거된 Porcine zygote medium (PZM)-4를 기본배양액으로 하여 여기에 cysteine, pyruvate, epidermal growth factor, kanamycin, insulin 및 호르몬을 첨가하여 사용하였다. 실험설계에 따라 MSG를 각각 0, 0.1, 1, 10 mM 농도로 체외성숙 배양액에 첨가하였다. 체외성숙 난자는 전기자극을 통해 단위발생을 유도하였고 PZM-3배양액에서 7일간 체외 배양하였다. 체외배양에서의 MSG 효과를 알아보기 위하 여 돼지 난포액 첨가 Medium-199에서 체외성숙된 난자들 중 제1극체가 방출된 난자만을 선별하여 단위발생 유도 후 PZM-3 (positive control) 또는 비필수아미노산이 제거된 PZM-4에 0,0.1, 1, 10 mM의 MSG를 첨가하여 배 발육에 미치는 영향을 조사하였다. 체외성숙 단계에서 MSG 효과를 조 사한 결과 MSG 농도에 따른 체외성숙률(61.3-70.3%)에는 차이를 보이지 않았지만 10 mM의 MSG 처리군(83.5%)이 0.1 mM 처리군(93.7%)에 비해 유의적으로 낮은 분할률을 보였다. 또한 MSG 처리 군들이 (14.5-25.5%) 무처리군(30.0%)에 비해 낮은(P<0.05) 배반포 발달률을 보였다. 체외배양 단계 에서 MSG 효과를 조사한 결과 10mM MSG 처리군(90.8%)이 1 mM 처리군(96.5%)에 비해 유의적 으로 낮은 분할률을 보였으며, 10 mM 처리군(32.8%)이 0.1과 1 mM MSG 처리군에(55.1, 51.4%)에 비해 유의적으로(P<0.05) 낮은 배반포 발달률 보였으나 무처리 대조군(46.6%)과 유의적 차이는 없 었다. 이러한 결과를 보아 체외성숙 배양액 내 MSG 첨가는 난자의 핵 성숙률에는 영향을 주지 않지만 고농도의 MSG 처리는 단위발생 후 분할률을 억제하며 배반포 발육능을 억제하는 것으로 확인되었다.

돼지 난자의 체외배양 과정에서 배양액의 삼투압의 차이 및 glycine과 alanine 단독 또는 병행 첨 가가 단위발생 및 체세포 핵이식 난자의 배 발육에 미치는 영향을 검토하였다. 난자 의 체외성숙 에는 10% 돼지 난포액, cysteine, pyruvate, epidermal growth factor, kanamycin, insulin이 첨가된 TCM-199을 이용하였다. 체외성숙 42∼44시간 후 제1극체가 방출된 난자만을 선별하여 단위발생 및 체세포 핵이식 난자를 생산한 후 modified porcine zygote medium (mPZM)-3 배양액에서 7일간 배양하였다. 실험 설계에 따라 체외배양 7일 또는 체외배양 초기 48시간 동안 280 또는 320 mOsm의 삼투압에서 난자를 배양하였다. 실험1에서 체외배양 7일 동안 280 또는 320 mOsm의 배 양액 내 glycine 또는 alanine 첨가 효과를 검토한 결과 삼투압 차이에 따른 분할률 및 배반포 발달 률에는 차이를 보이지 않았으나 320 mOsm에서 배양된 난자 및 280 mOsm에 glycine을 첨가한 군 은 280 mOsm에서 배양된 난자에 비해 높은 배반포 세포수를 보였다 (36.5-38.0 vs. 31.1, P<0.05). 실험2에서는 체외배양 초기 48시간 동안 280 또는 320 mOsm의 삼투압에서 배양하였고, 그 후 280 mOsm 배양액으로 옮겨 5일간 추가로 배양하였다. 또한 체외배양액 내 4.1 mM glycine 첨가가 배 발육에 미치는 효과를 검토하였다. 단위발생 난자를 배양초기 48시간 동안 320 mOsm에서 glycine이 첨가된 배양액에서 배양한 군이 280 mOsm에서 배양한 군에 비해 유의적으로 높은 배반 포 발달율을 보였다(36.5-50.4% vs. 25.9-27.9%, P<0.05). 또한 배양 초기 48시간 동안 320 mOsm 배 양액에 glycine을 첨가하여 배양한 난자 (50.4%)가 다른 처리군의 난자(25.9-36.5%)에 비해 유의적 으로 높은 배반포 발달율을 보였다(P<0.05). 실험3에서는 실험2와 동일한 실험설계로 체세포 핵이 식으로 작성된 배반 포의 inner cell mass (ICM)와 trophectoderm (TE) 세포수를 조사하였다. 실험결과 초기 46시간 동안 glycine이 첨가된 320 mOsm 처리군에서 배양된 난자의 ICM 비율이(26.0%) 280 mOsm 삼투압에 glycine을 첨가한 군(17.8%)에 비해 유의적(P<0.05)으로 증가하였다. 본 연구결과 단위 생식 및 체세포 핵이식 난자의 체외배양에서 glycine의 첨가 및 체외 배양초기 48시간 동안 320 mOsm 삼투압 처리는 배 발육과 배반포 세포수를 증가시키는 것으로 확인되었다.

The oocyte undergoes various events during In vitro maturation (IVM) and subsequence development. One of the events is production of reactive oxygen species (ROS) that is a normal process of cell metabolism. But imbalances between ROS production and antioxidant systems induce oxidative stress that negatively affect to mammalian reproductive process. In vitro environments, In vitro matured oocytes have many problems, such as excessive production of ROS and imperfect cytoplasmic maturation. Therefore, In vitro matured oocytes still have lower maturation rates and developmental competence than in vivo matured oocytes. In order to improve the IVM and In vitro culture (IVC) system, antioxidants, vitamins were added to the IVM, IVC medium. Antioxidant supplementation was effective in controlling the production of ROS and it continues to be explored as a potential strategy to overcome mammalian reproductive disorders. Based on these studies, we expect that the use of antioxidants in porcine oocytes could improved maturation and development rates.

난자생검(Ovum pick up, 이하 OPU) 기법은 유효축군 조기확보 및 우수한우 유전자 원의 조기증식, 희소유전자원 다량확보를 위해 매우 중요한 기법으로 주목받고 있다. 이 러한 OPU기술에는 체외배양기술 외에도 현장의 환경과 시기에 따라 회수되는 난자의 수 역시 중요하다. 현재, 가축센터에서는 한우의 유전자 다양성 확보를 위한 일반 한우 외에 도 희소한우 증식을 위한 연구를 진행 중에 있다. 본 연구는 OPU기법을 활용하여 가축 유전자원센터에서 보유중인 한우 또는 칡소를 대상으로 계절별 및 모색별로 난포란의 개 수와 난자회수율의 차이를 비교 · 검토하고자 실험을 진행하였다. 실험시기는 3월에서 5 월(봄), 6월에서 8월(여름), 9월부터 11월(가을)까지 구분하여 실시하였으며, 계절별 및 모 색별로 채취되는 난자의 개수와 회수율을 분석을 하였다. 봄에는 8.20±6.57, 여름에는 5.47±4.01, 가을에는 5.88±3.65개가 회수되었으며, 또한 계통별로는 가을에 실시한 결과 한 우는 6.40±6.15개, 칡소는 2.75±0.55개가 회수되었다. 그리고, 계통별로 수정란발달률은 한 우는 난할률이 25.0±44.4%, 배반포발달률이 6.3±50.0%, 칡소의 경우 난할률이 27.3±21.0%, 배반포발달률이 9.1±16.7%로 나타났다. 계절별로 OPU를 실시한 결과 여름, 가을경에 실 시하는 것에 비해서 봄에 실시를 하였을 경우 회수되는 난자의 수가 많은 것으로 확인을 하였다. 그리고, 현재 일반한우가 칡소에 비해서 회수되는 난자가 더 많은 것으로 확인되 었다. 이에 반하여 난할률 및 배반포발달률은 차이가 없는 것으로 확인되었으나, 향후 실 험진행에 따라 정확한 결과를 도출할 것으로 사료된다.

Historically, Korea old cattle had been consisted with various lines of coat color brindle, black and white-brown breeds or more. The two rare lines of black and white coat color are maintained for animal resources and preserved critically. The present study was carried out to evaluate potential usage of cysteamine supplementation during in vitro matration (IVM) and in vitro culture/production of embryo (IVP) by transvaginal ultrasound-guided follicle aspiration (Ovum Pick-Up: OPU) for the establishment of cryo-banking system. Immature slaughterhouse-derived cumulus-oocyte complexes (SL-COCs) were matured in IVM medium supplemented with 0, 0.1, 0.3 or 0.9 mM cysteamine, and then cultured in mSOF-BAS for 8 days after in vitro fertilization. The treatment of 0.1 mM cysteamine on SL-COCs showed higher rate of blastocyst, so OPU-derived COCs from rare breeds were matured in TCM media supplemented with or without 0.1 mM cysteamine, FSH and 5% FBS. The embryos were evaluated their developmental stages on day 8. During IVM, cysteamine treatment significantly increased the embryo production rate of slaughterhouse-derived COCs (19.6% vs. 30.5%). The presence of cysteamine during IVM of OPU-derived COCs from rare Korean cattle breeds (albino white and black line) also increased embryo production rates than those from SL-COCs (27.4% vs. 41.9% and 36.4%). With these results, cysteamine treatment during IVM is one of key factors IVP of blastocysts to establish banking system of endangered rare Koarean cattle with OPU derived transferable blastocysts.

During the ovary preservation in low temperature, the cumulus oocyte complexes(COCs) lose their developmental competences after in vitro fertilization. We used phosphate-buffered saline (PBS) as a basic solutions of at various temperatures (25, 15 or 5 ℃) and supplemented them with 1mM glucose and 0.5mM glutamine as a source of carbohydrate metabolites. After recovery of COCs and in vitro fertilization, a significantly higher number of oocytes developed into blastocysts. The developmental competence of embryos that were originated from ovaries preserved at 15 ℃ was increased compared to those of 25 or 5 ℃. The maturation rate of oocytes was not differed between 24 and 36 h at 15 ℃ but showed lower than control group (71% versus 78%). In vitro-fertilized oocytes from ovaries stored at 25 ℃ for 24 h or at 5 ℃ for 24 h had a significantly decreased developmental potentials, but at 15 ℃ did not (27% versus 29% of blastocysts to develop into day 8). With these results, bovine ovaries can be preserved at 15 ℃ for 36 h without decreasing developmental capacity of in vitro-fertilized oocyte at least to the blastocyst stage. This information provides valuable information of preserving ovaries for embryo transfer or in vitro embryo production.

체외 배양액에 성장호르몬 및 사이토카인의 첨가는 초기배 발육 및 생산된 배반포의 질에 영향을 미칠 수 있다. 본 연구는 돼지 유도만능줄기세포(porcine induced pluripotent stem cell, piPSC)의 조정배지(conditioned medium, CM)가 돼지 난자의 체외성숙 및 단위발생 후 초기배 발육에 미치는 영향을 검토하기 위하여 수행하였다. 난자-난구세포 복합체(cumulus-oocyte complex, COC)는 0(control), 25, or 50%의 줄기세포 배양액(stem cell medium, SM) 또는 CM이 첨가된 체외성숙 배양액으로 배양하였으며, 성숙된 난자는 활성화 유도 후 같은 농도의 SM 또는 CM을 첨가한 체외배양액에서 배양하였다. 체외 성숙율은 CM-25% 그룹에서 대조구보다 유의적으로 높았으나(p<0.05), 다른 SM 또는 CM 처리구와는 차이가 없었다. 배반포 형성율은 CM-25% 그룹(29.2%)에서 대조구(20.7%), SM-50%(19.6%) 및 CM-50%(23.66%) 처리구보다 유의적으로 높았다(p<0.05). 배반포에서의 세포수 및 세포사 비율은 SM-25% 그룹이 대조구에 비하여 유의적인 차이가 나타났다(p<0.05). 난자의 질과 연관되어 있는 유전자들(Oct4, Klf4, Tert 및 Zfp42)의 발현은 CM-25% 그룹에서 대조구보다 유의적으로 증가되었다(p<0.05). 따라서 본 실험의 결과 체외성숙(IVM) 및 체외발달(IVC) 배양액에 25% 수준의 CM의 첨가는 돼지 단위발생 난자의 배발달과 난자의 질적 향상에 기여하는 것으로 사료된다.

본 연구에서 한우를 공란우로 사용하여 OPU 방법으로 가장 더운 계절의 hot season과 선선한 cool season의 두 계절의 차이에 따른 생성된 난포의 수, 난자 회수율, 난자 등급율, 수정율 및 배반포 발달 능력을 분석하여, 두 계절이 공란우의 번식 능력에 미치는 영향에 관하여 조사하였다. 1. 계절의 영향이 OPU 공란우의 난포 생성 수에 미치는 결과는 난포 생성 개수는 1154개(18.32±2.26), 971개(15.41±3.34)로 hot season 그룹이 유의적으로 높은 것을 알 수 있었다(p＜0.05). 2. 계절에 따른 난자 수 및 난자 회수율은 hot season 그룹의 475개(7.54±3.14), 41.16%로 cool season 그룹 448개(7.11±3.42), 46.14%와 비교하여 유의적인 차이가 없었다(p＜0.05). 3. OPU를 통하여 회수된 두 계절별 난자 등급은 Grade A는 Hot season 그룹 110개(1.75±1.86), Cool season 그룹 63개(1.00±1.46)로 hot season 그룹이 cool season 그룹과 비교하여 유의적으로 높았다(p＜0.05). 하지만 다른 등급인 Grade B는 87개(1.38±1.60) vs. 97개(1.54±1.39), Grade C는 166개(2.63±2.43) vs. 170개(2.70±2.04), Grade D는 112개(1.78±2.65) vs. 118개(1.87±1.86)로 hot season과 cool season 간의 유의적인 차이를 보이지 않았다(p＜0.05). 4. 계절에 따른 체외 수정 후의 수정률은 hot season과 cool season 각각 242(66.67%)와 209(63.3%), 배반포 발달율 214(58.95%) vs. 188(56.97%)로 수정률과 배반포 발달율은 유의적인 차이가 없었다(p＜0.05). 본 연구의 결과로 계절에 따른 영향에 의해 공란우의 난포생성수와 A등급의 난자 출현율에서 유의적인 차이를 보였다. 하지만 나머지 등급의 난자 출현율, 수정률 및 배반포 발달율은 차이가 없는 것으로 보아, 계절의 차이로 인한 한우 공란우의 번식 능력에 미치는 영향은 미비하다고 판단된다.

본 연구는 돼지 정자의 동결 건조 시 동결 보호제인 trehalose의 효과와 동결 건조 시간과 동결 건조 후 저장 기간에 따라 정자의 생존성과 체외 성숙 난자 내 동결 건조 정자를 직접 주입한 후 전핵 형성율, 난할율 그리고 배발달 성적을 조사하였다. 동결 건조 후 정자의 생존율은 trehalose 무첨가구에 비해 trehalose를 첨가한 처리구에서 높은 생존율을 보였으며, 75 mM의 trehalose를 첨가하여 동결 건조한 정자들의 생존율이 가장 높은 것으로 나타났다. 또한, 동결 건조 후 저장 기간이 길어질수록 생존율이 낮아지는 경향이었다. 체외 성숙 난자 내 동결 건조 정자를 직접 주입 후 전핵 형성율은 trehalose 첨가구에서 유의적으로 높았으며(p<0.05), 난할율과 배발달 성적도 trehalose 첨가구에서 유의적으로 높았고(p<0.05), 정자의 동결 건조 시간이 짧을수록 높은 난할율과 배발달율을 보였다.

Recent 2 decades, including in vitro maturation (IVM), assisted reproductive technologies (ARTs) achieved noteworthy development. However the efficiency of ARTs with in vitro matured oocytes is still lower than that with in vivo oocytes. To overcome those limitations, many researchers attempted to adapt co-culture system during IVM and consequently maturation efficiency has been increased. The beneficial effects of applying co-culture system is contemplated base on communication and interaction between various somatic cells and oocytes, achievement of paracrine factors, and spatial effects of extracellular matrix (ECM) from somatic cell surface. The understanding of co-culture system can provide some information to narrow the gap between in vitro and in vivo. Here we will review current studies about issues for understanding cu-culture system with various somatic cells to improve in vitro maturation microenvironment and provide bird view and strategies for further studies.

핵이식(NT) 기술을 이용하여 여러 동물 종에서 성공적으로 복제산자가 보고되고 있지만, 아직까지 비효율적인 기술로 남아있다. 본 연구에서는 돼지 체세포 복제 생산 효율성을 증진시키기 위한 방안으로 수핵난자의 품질에 초점을 맞추어 Brilliant cresyl blue (BCB) 염색을 통하여 발육능이 우수한 미성숙 난자를 선발하고, 난자의 감수분열 재개에 관여하는 단백질 합성을 비특이적으로 억제하는 cycloheximide (CHXM)을 이용하여 돼지 난자의 감수분열 재개를 억제시켜 난자의 성숙 동기화를 유도하였다. 또한 핵초기화에 밀접한 영향을 주는 핵막붕괴(NEBD)와 조기염색체응축 (PCC)을 유도하는 MPF의 활성화를 높이기 위하여 단백질 phosphatase 억제제인 caffeine을 첨가하여 수핵난자의 품질을 향상시키고자 하였다. 실험 방법으로는 13 mM BCB 첨가된 배양액에 90분 동안 미성숙난자를 배양하여 BCB 용액의 착색 여부를 구분하여 선발하고, 5 ㎍/ml CHXM를 체외 성숙액에 첨가하여 난자성숙 동기화를 유도하였다. 또한 탈핵 후 탈핵난자를 caffeine을 처리하여 세포주기 관련 단백질의 활성화를 인위적으로 조절하여 체세포복제 수핵난자로 사용하였다. 실험 결과로서 BCB 염색 돼지 미성숙 난자를 대조구와 비교할 때 제2 감수분열 중기(MII)에 도달하는 체외성숙율과 단위발생란의 배반포기까지의 체외 발육율이 유의적으로 증가하는 것이 관찰되었다. 또한 미성숙 돼지 난자의 초기 성숙 (12∼16시간)에 CHXM를 처리하였더니 난자 감수분열 재개가 억제되어 GV기에 핵 성숙이 정지되어 동기화가 유도되었다. GV기에 세포주기 동기화된 난자들은 CHXM를 제거하였을 때 난자 성숙의 진행속도도 일치하는 것이 관찰되었다. 이런 결과는 가장 적합한 탈핵시기인 제1 감수분열 후/말기(AI/TI)에 난자들이 다수 분포하여 대조구에 비하여 높은 탈핵율 (87.9%)을 얻을 수 있었다 (P < 0.05). 덧붙여 5 mM의 caffeine을 돼지 난자에 12시간 처리하였을 때 난자 MPF의 활성화가 증가하는 것이 관찰되었지만 (P < 0.05), 10 mM caffeine 농도를 처리하였을 때 MPF의 활성화가 오히려 감소되어 단위발생란의 배반포기까지의 체외발육에도 악영향을 주는 것이 관찰되었다.