Humulus japonicus is an ornamental plant in the Cannabaceae family. Although the mode of action of Humulus japonicus is not fully understood, a strong relationship was observed between anti-inflammatory and anticancer in some types of cells. Recent studies also have shown that Humulus japonicus possesses anti-inflammatory activities and may significantly improve antioxidant potential in Raw 264.7 macrophage cells. Thus, the aim of this study was eva-luated the effect of Humulus japonicus extract on sperm motility and subsequent preimplantation developmental com-petence of the bovine embryos. After in vitro maturation, the oocytes with sperms were exposed in in vitro fertilization (IVF) medium supplemented with Humulus japonicus extract (0.01, 0.05, 0.1 μg/mL, respectively) for 1 day. In our results, exposure of IVF medium to Humulus japonicus extract did not affect sperm motility and percentage of pene-trated oocytes but ROS intensity was significantly decreased by 0.01 μg/mL compared with other groups (p< 0.05). Moreover, treatment with 0.01 μg/mL of Humulus japonicus extract was higher the frequency of blastocyst formation than the any other groups (p<0.05). Otherwise, treatment with 0.01 μg/mL of Humulus japonicus extract not increased the total cell number but reduced apoptotic-positive nuclei number. In conclusion, our results indicate that supple-mentation of Humulus japonicus extract in IVF medium may have important implications for improving early embryo-nic development in bovine embryos

Embryonic compaction is essential for normal preimplantation development in mammals. The present study was to investigate the effects of compaction patterns on developmental competence of pig embryos. The proportion of blastocyst formation derived from compacted morula was higher than those of compacting and pre-compacting morula (P<0.01). Nuclei numbers of inner cell mass (ICM), trophectoderm (TE), and total of blastocysts derived from compacted group were also superior to those of compacting and pre-compacting groups (P<0.05). Then, compaction patterns, developmental ability and structural integrity were compared between mono- and poly-spermic embryos. The rate of compacted morula in mono-spermic embryos was higher than that of poly-spermic embryos (P<0.05). Especially, the rate of blastocyst formation derived from compacted embryos in mono-spermic embryo group was higher than that of poly-spermic embryo group (P<0.05), although no difference was detected between the two groups in the structural integrity. Finally, we confirmed that beta-catenin was differentially expressed according to compaction patterns in morula and blastocyst stage embryos. In conclusion, our results suggest that the compaction patterns during preimplantation development play a direct role in developmetal competence and quality of pig embryos.

In this study, we aimed to determine whether the evaluated markers of cell death could be found at particular developmental stages of normal porcine in vitro fertilization (IVF) embryos. We investigated the characteristics of spontaneous and induced apoptosis during preimplantation development stages of porcine IVF embryos. In experiment 1, to induce apoptosis of porcine IVF embryos, porcine IVF embryos at 22h post insemination were treated at different concentration of actinomycin D (0, 5, 50 and 500 ng/ml in NCSU medium). Treated embryos were incubated at in 5% , 5% for 8h, and then washed to NCSU medium and incubated until blastocyst (BL) stage. We examined cleavage rate at 2days and BL development rate at 7days after in vitro culture. A significantly lower rate of cleavage was found in the 500 ng/ml group compared to others (500 ng/ml vs. 0, 5, 50 ng/ml; 27.8 % vs. 50.0%, 41.2%, 35.9%), and BL formation rate in 500 ng/ml was lower than that of others (500 ng/ml vs. 0, 5, 50 ng/ml; 8.0% vs. 12.6%, 11.2%, 12.6%). In experiment 2, to evaluate apoptotic cells, we conducted TUNEL assay based on morphological assessment of nuclei and on detection of specific DNA degradation under fluorescence microscope. This result showed that apoptosis is a normal event during preimplantation development in control group (0 ng/ml actinomycin D). A high number of BL derived control group contained at least one apoptotic cell. Actinomycin D treated BLs responded to the presence of apoptotic inductor by significant decrease in the average number of blastomeres and increase in the incidence of apoptotic cell death. In 500 ng/ml group, the incidence of apoptosis increased at 4-cell stage and later. This result suggested that apoptosis is a process of normal embryonic development and actinomycin D is useful tool for the apoptosis study of porcine preimplantation embryos.

DNA 메틸화는 조직특이적인 유전자 조절에 관여하고, 정상적인 배 발달에 필수적이다. POU5F1은 octamer-binding transcription factor 4 (Oct-4)를 encode하며, 초기 분화에 중요한 전사인자이다. 본 실험에서 소의 Oct-4가 조직특이적이고 발달의존적인 epigenetic 표지 인지를 검토하고자, 착상 전 수정란에서 Oct-4 전사산물과 상류 promoter 영역의 CpGs의 메틸화를 조사하였다. Oct-4 전사산물은 정자 그리고 2-cell에서 8-cell 수정란까지 낮은 수준으로 존재하지만, 상실배와 배반포에서 높게 검출되었다. 이러한 결과는 배 발달 과정의 상실배 단계에서 Oct-4의 de novo 발현이 시작됨을 의미한다. Oct-4 상류 promoter 영역에는 메틸화 가변 영역 (tissue-dependent differentially methylated region, T-DMR)이 존재한다. Oct-4 메틸화 가변 영역의 메틸화 상태는 정자, 성체 체조직과 난자에서 서로 다르고, 수정란으로부터 배반포 단계까지 변화하였는데, 이는 착상 전 초기 배 발달 과정에 active 메틸화와 탈메틸화가 일어남을 의미한다. 이상의 결과, Oct-4 유전자 상류 promoter 영역은 DNA 메틸화의 타깃이고, 그 메틸화 상태는 소 수정란 발달 동안에 다양하게 변화한다.

본 연구는 착상전 이배체 단위발생 돼지난자를 체외 배양시 우태아혈청 (FBS), 우혈청 알부민 (BSA) 및 상피세포성장인자 (EGF)를 배양액에 첨가하였을 때 배반포, 총 세포수, 세포사멸 및 세포사멸에 관여하는 유전자의 발현을 조사하고자 수행하였다. 0.4% BSA를 배양액에 첨가하였을 때 2세포기 단위발생 난자의 배반포까지의 발달율이 증가되었다(P<0.01). FBS는 배반포의 총세포수를 감소시 켰고 세포사멸을 증가하였다(P<0.01). 그리고 EGF는 BSA가 존재하는 조건하에서 배반포의 총세포수를 증가하였는데 EGF와 BSA가 각각 단독으로 존재할 때는 이런 작용이 없었다. 세포사멸도 이와 이슷한 경향을 보였는데 EGF와 BSA가 각각 존재할 때에는 비처리군과 차이가 없었지만 함께 존재할 때에는 세포사멸을 감소시켰다. RT-PCR의 결과에 의하면 EGF는 BSA가 존재하는 배양액에서 Bcl-xL 유전자의 상대적 발현량을 증가시키고 Bak 유전자의 상대적 발현량에는 영향을 주지 않는 과정을 통하여 세포사멸을 감소시키는것 같다. 반면에 FBS는 Bcl-xL의 발현량을 감소시키고 Bak 유전자의 상대적 발현량을 증가시킨다. 이러한 결과는 세포사멸에 관여하는 유전자의 발현은 배양액의 첨가물에 따라 유의적으로 영향을 받으며, 체외배양시 배아의 초기발달에 관여함을 시사한다.

ADAM은 metalloprotease/disintegrin domain을 가진 transmembrane glycoprotein 으로서 지금까지 30개 이상의 ADAM 및 10개 이상의 ADAMTS 단백질이 알려져 있다. 이들의 기능은 포유동물의 수정시 sperm-egg binding과 fusion, myoblast fusion, integrin과의 결합 등에 직접 관여하거나, TNF-alpha 등의 생체 신호전달물질이 세포로부터 분비될 때에 이들의 구조를 변화시켜 활성화시키는 효소작용, 그리고 dendritic cell differentiation 등에 관여하는 것으로 알려져있다. 그러나 자궁내막 조직에서의 유전자 및 단백질 발현 여부에 관해서는 거의 보고되어 있지 않고 있다. 먼저 RT-PCR 방법을 이용하여 자궁에서 mRNA의 양을 -actin의 양에 대하여 상대적으로 측정한 결과, 임신 1일부터 5일까지는 ADAM-9, 10, 17, TS1의 mRNA 경우 거의 비슷하게 발현되었으며 ADAM-8과 15는 3일째, ADAM-12는 2일째와 4일째에 현저하게 증가하였다 임신 6일부터 8일까지의 자궁조직을 각각 embryo가 착상된 곳과 그렇지 않은 곳으로 나누어 조사한 결과 상대적으로 착상이 된 곳에서 mRNA가 많이 발현 되었으며 특히 ADAM-8, 12, 15의 mRNA의 경우 현저한 차이를 보였다. Immunoblotting 방법을 이용하여 임신 1일부터 5일까지의 단백질의 발현 양상을 조사한 결과 임신 ADAM-8은 3일 이후 감소되는 양상을 보였으며 ADAM-9, 15, TS1은 5일째에 증가하는 양상을 보였다. ADAM-10은 2일째 감소하다가 다시 증가하고 ADAM-12, 17은 3, 4일째 증가하다가 5일째 감소하는 상을 보였다. 한편 임신 6일부터 8일까지는 embryo가 착상된 곳이 그렇지 않은 곳보다 조사된 모든 ADAMs 단백질이 상대적으로 많이 발현되는 양상을 보였다. 이러한 결과로 미루어 ADAMs은 임신 초기 착상과정과 임신 단계에 따른 자궁의 조직 재구성에 중요한 역할을 할 것으로 생각된다.

염색체의 구조적 이상으로 인한 습관성 유산과 기형아의 출산을 예방하기 위해 착상전 배아에서 할구를 분석하여 정상적인 핵형을 가진 배아만을 이식하는 착상전 유전자 진단 (preimplantation genetic diagnosis, PGD)의 성공적인 임상 적용이 보고되고 있으며, 그 적용 범위가 확대되고 있다. 그러나 일반적인 간기의 핵상을 이용한 PGD에서는 형광직접보합법 probe의 제약으로 보인자와 정상적인 핵형을 구분할 수 없는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 보다 정확한 PGD를 위해 생쥐 배아를 이용하여 분리한 할구에서 중기 염색체상을 획득하기 위해 미세소관 (microtubule) 형성 저해제를 처리하였으며, 이를 통해 확립된 방법을 인간의 PGD에 적용하고자 하였다. 과배란이 유도된 ICR 생쥐에서 4- 또는 8-세포기 배아를 수획하여 colcemid, nocodazole, vinblastine을 각각 0.1, 0.5, 1.0, 5.0M을 처리하고, hoechst 33342로 염색하여 핵상을 관찰하여 최적의 농도를 결정하였다. 또한 각 미세소관 형성 저해제를 혼합 처리하여 가장 높은 중기 염색체상을 획득할 수 있는 혼합 처리를 결정하였다. 이렇게 결정된 혼합 처리 방법을 인간의 체외 수정 및 배아 이식술에서 획득된 3PN 배아에 처리하여 중기 염색체를 획득하였다. Colcemid, nocodazole, vinblastine 모두 1 M이 최적 농도임을 확인할 수 있었다 (각각 96.3%, 92.0%, 98,4%). 미세소관 형성저해제를 혼합 처리하였을 경우 nocodazole과 vinblastine (각각 1M)을 혼합 처리했을 때 중기 염색체 획득률(97.3%)이 가장 높았다. 인간의 3PN 배아에 1M의 nocodazole과 vinblastine을 혼합 처리한 후, 113개의 할구를 분석하여 44개(38.9%)의 할구에서 중기 염색체를 확인할 수 있었다. 본 실험 결과를 통해 중기 염색체를 획득하기 위하여 미세소관 형성 저해제를 처리하는 방법은 생쥐의 배아에서는 효과적이지만, 인간의 배아에서는 그 효율이 다소 낮음을 알 수 있었다. 그러나 이 방법을 개선하여 인간의 할구에서 중기 염색체의 획득률을 높이고, 이를 염색체의 구조적 이상에 대한 착상전 유전자 진단에 적용한다면, 보인자와 정상의 핵상을 구분하여 정상의 핵상만을 갖는 배아의 이식을 통하여 더욱 정확한 착상전 유전자 진단을 시행할 수 있으리라 사료된다.

수정란이식의 주변기술인 초기배의 미세조작및 성 판정은 가축의 경우, 경제 형질의 유전적 개량에 크게 기여하였다. 본 연구는 미세조작 biopsy와 PCR에 의한 체외생산 소 초기배의 급속. 정확한 성 판정 기법을 확립하기 위해 실시하였다. 체외성숙 및 체외수정에 의해 생산된 소수정란은 소 난관상피세포와 공배양을 통해 8-세포부터 배반포시시까지 체외발생시킨 후 미세조작 biopsy에 이용되었다. 미세조작 biopsy 과정중에 약간의 형태적인 손상이 관찰되

Implantation is a most important biological process during pregnancy whereby conceptus establishes its survival as well as maintenance of pregnancy. During the periimplantation period, both uterine endometriurn and conceptus synthesize and secrete a host of growth factors and cytokines which mediate the actions of estrogen and /or progesterone and also exert their steroid-independent actions. Growth factors expressed by the materno-conceptal unit en masse have important roles in cell migration, stimulation or inhibition of cell proliferation, cellular differentiation, maintenance of pregnancy and materno-conceptal communications in an autorcrine /paracrine manner. The present review focuses on the role of the intrauterine IGF system during periimplantation conceptus development. The IGF system comprises of IGF- I and IGF- II ligands, types I and II IGF receptors and six or more IGF-binding proteins(IGFBPs). IGFs and IGFBPs are expressed and secreted by uterine endometrium with tissue, pregnancy stage and species specificities under the influence of estrogen, progesterone and other growth factor(s). Conceptus also synthesizes components of the IGF system beginning from a period between 2-cell and blastocyst stages. Maternal IGFs are utilized by both maternal and conceptal tissues; conceptus-derived growth factors are believed to be taken up primarily by conceptus. IGFs enhance the development of both maternal and conceptal compartments in a wide range of biological processes. They stimulate proliferation and differentiation of endometrial cells and placental precursor cells including decidual transformation from stromal cells, placental formation and the synthesis of some steroid and protein hormones by differentiated endometrial cells or placenta. It is also well-documented in a number of experimental settings that both IGFs stimulate preimplantation embryo development. In slight contrast to these, prenatal mice carrying a null mutation of IGF and /or IGF receptor gene do not exhibit any apparent growth retardation until after implantation. Reason (s) for this discrepancy between the knock-out result and the in vitro ones, however, is not known. IGFBPs, in general, are believed to inhibit IGF action within the materno-conceptal unit, thereby allowing endometrial stromal cell differentiation as well as dampening ex cessive placental invasion into maternal tissue. There is evidence, however, indicating that IGFBP can enhance IGF action depending on environrnental conditions perhaps by directioning IGF ligand to the target cell. There is also a third possibility that certain IGFBPs and their proteolytic fragments may have their own biological activities independent of the IGF. In addition to IGFBPs, IGFBP proteases including those found within the uterine tissue or lumen are thought to enhance IGF bioavailability by degrading their substrates without affecting their bound ligand. In this regard, preliminary results in early pregnant pigs suggest that a partially characterized IGFBP protease activity in uterine luminal fluid enhances intrauterine IGF bioavailability during conceptus morphological development. In summary, a number of in vitro results indicate that IGFs stimulates the development of the rnaterno-conceptal unit during the periimplantation period. IGFBPs appear to inhibit IGF action by sequestering their ligands, whereas IGFBP proteases are thought to enhance intrauterine bioavailability of IGFs. Much is remaining to be clarified, however, regarding the roles of the individual IGF system components. These include in vivo evidence for the role of IGFs in early conceptus development, identification of IGF-regulated genes and their functions, specific roles for individual IGFBPs, identification and characterization of IGFBP proteases. The intrauterine IGF club house thus will be paying a lot of attention to forthcoming results in above and other areas, with its door wide-open!