Kisspeptin, a neuropeptide and the master controller of reproductive axis upstream to GnRH neurons, and its receptor are also expressed in extrahypothalamic tissues, such as ovaries. As systemic kisspeptin has been shown to modulate follicular dynamics in cattle, we hypothesized that kisspeptin has direct actions on the ovarian follicular development. We also hypothesized that kisspeptin regulation of primordial follicle development is via modulation of VEGF expression. In order to test these hypotheses, we cultured caprine ovarian cortical strips in vitro for 7 days with supplementation of kisspeptin at 1, 10 and 100 μM concentration and observed the development of primordial follicles into intermediate, primary and secondary follicles. We also studied the alteration in the expression profile of VEGF and VEGF transcript variant 2 mRNA during follicular development in the presence of kisspeptin. We confirmed the presence of GPR54 in goat ovaries in our preliminary studies. Supplementation of kisspeptin at 1 and 10 μM concentration facilitated the development of primordial follicles into intermediate, primary and secondary follicles with less number of degenerated follicles while the same at 100 μM resulted in degeneration of follicles. We observed a drastic increase in the expression profile of VEGF and VEGF transcript variant 2 mRNA upon culture which was independent of kisspeptin treatment. In conclusion, our studies show that kisspeptin facilitates ovarian primordial development in vitro.

본 연구는 홀스타인, 한국재래산양 및 한우유로부터 glycomacropeptide(GMP)를 분리하였으며, 각 GMP의 trypsin 가수분해물의 혈소판응집 억제 효과를 in vitro 상에서 알아보았다. 홀스타인, 한국재래산양 및 한우의 GMP는 분자량이 모두 약 20 KDa이었으며, sialic acid 함량은 각각 36.86±2.36, 37.98±1.27 및 31.19±1.87㎍/mg이었다. 또한 모든 개체의 GMP에서 tyrosine이 검출되었다. 홀스타인, 한국재래산양 및 한우 GMP의 trypsin 가수분해물에 의한 혈소판 응집 억제율은 반응 30초에 4.02, 5.51 및 12.77%로 각각 나타나 시간이 경과할수록 감소하는 경향을 보였다. 혈소판의 현미경 관찰 결과 가수분해물 첨가 후 혈소판 수가 증가하였으나, 첨가 후 30초가 경과한 시점부터 혈소판 수가 감소하기 시작하여 120초 후에는 관찰 할 수 없었다. 본 실험 결과 bovine 및 caprine GMP의 trypsin 가수분해물에서 혈소판 응집을 억제할 수 있는 small peptide가 있는 것으로 생각되며, 향후 이러한 연구는 심근경색증 및 뇌혈전증을 예방할 수 있는 생리활성 물질로 이용될 수 있을 것이라 생각된다.

본 연구는 동물복제 및 형질전환 동물생산 등의 연구에 기초자료를 제공하고자 재래산양의 oocyte를 단위발생을 유도하여 회수난자의 조건, 활성화방법, 배양조건 등이 단위발생란의 체외발달율에 미치는 영향을 조사하여 재래산 양의 최적의 배양조건을 확립하고자 실시하였다. 난자의 회수는 체중 15～25 Kg 전 ㆍ 후의 성숙한 미경산 재래산양에 FSH와 PMSG 를 사용하여 과배란을 유기하여 hCG 투여 후 제 35시간째에 외과적인 방법으로 in vivo (체내성숙) 난자는 난관을 관류하는 방법으로 회수하였고, in vitro (체외성숙) 난자는 난포로부터 흡입하여 난포란을 채취하여 약 22시간 체외성숙을 실시하였다. 활성화 처리는 전기자극법과 Ionomycin + 6-DMAP를 처리하여 단위발생을 유도하였다. 복제수정란의 배양은 M16, TCM-199 및 mSOF 배양액으로 6～7일 동안 체외배양을 실시하였다. 활성화를 유도하기 위하여 전기자극 및 ionomycin + 6-DMAP 처리를 하였을 때 분할율은 각각 64.1 및 76.5%로서 이들간에 차이는 없었다. 배반포기로의 발달율은 전기자극방법으로는 전혀 발달이 이루어지지 않았으나, ionomycin +6-DMAP 처리방법에서는 15.6%가 배반포로 발달하였다. In vivo 난자와 in vitro 난자를 활성화를 유도하였을 때 분할율은 86.8 및 69.0%로서 이들간에 유의적인 차이는 없었다. 4-세포기(93.9% vs 66.1%), 8-세포기(90.9% vs 37.0%) 및 상실배기(89.4% vs 23.6%)는 이들간에 유의적(P<0.05)인 차이가 있었으며, 배반포기로의 발달율은 체내성숙난자가 50.0%로서 체외성숙난자의 0.8%보다는 유의적으로 높았다. 활성화를 유도한 난자를 mSOF 배양액으로 체외배양을 실시하였을 때 분할율은 81.0%로서 TCM-199 +oviduct cell 의 64.3% 및 Ml6 배양액의 51.6%보다는 높게 나타났다. 배반포기로의 발달율은 mSOF 배양액에서는 3.4%가 발달하였으나, TCM-199+ oviduct cell 배양액과 M16 배양액에서는 전혀 발달이 이루어지지 않았다. 이상의 결과는 포유동물 난자의 단위발생의 유도 및 체외배양시 난자의 공급원, 난자의 활성화 방법 및 배양조건 등이 차후 단위발생란의 체외발생율에 크게 영향을 미칠 수 있는 근거를 제시해 준다.

본 연구는 재래산양의 핵이식을 실시하여 공여세포의 조건, 전기적 세기 및 융합횟수 등이 융합율과 체외발달율에 미치는 영향을 조사하여 최적의 융합조건을 확립하고자 실시하였다. 공여세포는 귀 유래 섬유아세포와 태아 유래 섬유아세포 2종류를 분리 배양하여 사용하였으며, 수핵란의 채취는 성숙한 미경산 재래산양에 과배란을 유기하여 hCG 투여 후 제 35시간째에 외과적인 방법으로 in vivo (체내성숙)난자는 난관을 관류하는 방법으로 회수하고 in vitro (체외성숙)난자는 난포로부터 흡입하여 난포란을 채취하여 약 22시간 체외성숙을 실시하였다. 수핵난자는 난구세포를 제거한 다음 0.05 M sucrose를 처리하여 세포질이 양호하고 극체가 뚜렷하게 보이는 난자만을 선별하여 핵이식을 실시하였다. 핵이식란의 융합은 전기자극방법으로 융합을 실시하였으며, 핵이식 조작 후 약 3시간 동안 전배양을 실시한 다음 활성화를 유도하였다. 복제수정란은 0.8% BSA가 첨가된 mSOF 배양액으로 6∼7일 동안 체외 배양을 실시하였다. 귀 유래 섬유아세포를 공여세포로 사용하였을 때 융합율은 60.4%로서 태아 유래 섬유아세포의 40.3%보다는 높게 나타났다. 분할율에 있어서는 귀 유래 섬유아세포와 태아 유래 섬유아세포가 각각 47.6 및 48.2%로서 차이가 없었다. 2.40∼2.46 ㎸/㎝로 전기자극을 주었을 때 융합율은 43.8%로서 1.30∼l.40 ㎸/㎝(26.7%)와 2.30∼2.39 ㎸/㎝ (34.8%)가 높게 나타났으며, 융합이 이루어진 핵이식란의 분할율은 82.9(1.30∼l.40 ㎸/㎝), 43.8(2.30∼2.39 ㎸/㎝) 및 51.8%(2.40∼2.46 ㎸/㎝)로서 전기자극의 세기에 따른 유의적(p＜0.05)인 차이는 없었다. 전기융합을 1회 실시하였을 때 in vivo 난자는 43.5%로서 in vitro 난자의 23.6%보다 유의적으로 높게 나타났으며, 2회 실시하였을 때는 55.7(in vivo) 및 39.2%(in vitro)로 in vivo에서 높게 나타났다. 3회 자극을 주어 전체 융합율은 in vivo가 66.1%로서 in vitro의 52.8%보다는 유의적으로 높게 나타났다.

본 연구는 이종간 핵이식란의 생산성 향상에 기여하기 위한 기초연구로서 핵이식 수정란의 융합과 활성화 과정에 있어서 수핵난자 및 전기적 융합조건이 핵이식 수정란의 융합 및 체외 발달에 미치는 요인들을 조사하기 위하여 실시하였다. 도축되어지는 소 및 돼지의 난소에서 난포란을 채취하여 TCM-199 및 NCSU-23에 혈청 및 호르몬을 첨가하여 39℃, 5% CO₂ 배양기내에서 24 및 48시간 체외성숙을 실시하여 수핵난자를 준비하고, 공여세포의 준비는 산양의 귀세포를 채취하여 0.25% Trypsin-EDTA의 처리로 세포를 분리, 배양하여 사용하였으며, 계대배양과 함께 세포는 TCM-199 ＋ 10% FBS ＋ 10% DMSO로 동결을 실시하였다. 핵이식은 성숙된 난자의 극체 및 전핵을 laser system으로 투명대를 drilling 하여 제거하고 준비된 공여세포를 핵이 제거된 난자에 주입하여 전기적 자극으로 융합을 실시하여 융합된 난자는 전기적 자극으로 활성화를 유도하였다. 활성화가 이루어진 복제 수정란은 수핵란이 소난자의 경우 monolayer가 형성된 10% FBS가 첨가된 TCM199 배양액에서 7∼9일 동안 체외배양하였으며, 수핵란이 돼지의 경우 10% FBS가 첨가된 NCSU-3 배양액으로 6∼8일 동안 체외배양을 실시하여 배반포기로 유도하였다. 본 연구에서 얻은 결과를 요약하면 다음과 같다. 전기자극의 세기를 1.95 kv/cm와 2.10 kv/cm로 주었을 때 수핵란이 소 난자의 경우 융합율은 47.7및 44.6%였으며, 분할율도 41.9 및 54.5%로써 차이가 없었다. 수핵란이 돼지 난자인 경우는 융합율은 51.3 및 46.1%로써 차이가 없었으며, 분할율도 75.0및 84.9%로써 차이가 없었다. 전기자극 시간을 30 또는 60μsec, 횟수는 1 또는 2회 주었을 때 수핵란이 소 난자의 경우 융합율은 30 μsec 1회(50.8%) 와 2회(31.0%) 간에 차이가 없었으나, 60μsec 1회(19.3%)가 가장 낮았다(P＜0.05). 융합란의 분할율은 30μsec 1회(53.3%)와 2회(50.0%) 간에 차이가 없었으나, 60μsec 1회(18.2%)보다 유의적(P＜0.05)으로 높게 나타났다. 돼지 난자의 경우 융합율은 30μsec 1회(48.1%), 2회(45.2%)및 60μsec 1회(48.6%)간에 차이가 없었으며, 분할율은 30μsec 1회(78.4%)와 60μsec 1회 (79.4%)간에 차이가 없었으나, 30μsec 2회(53.6%)보다 유의적(P＜0.05)으로 높게 나타났다. 이종간 핵이식란의 체외발달에 있어서 수핵란이 소 난자의 경우 상실배와 배반포기로의 발달율이 22.6%로써 단위발생란 30.6%와 차이가 없었으며, 돼지 난자의 경우는 이종간 핵이식란이 5.1%로써 단위발생란 37.4%보다 유의적(P＜0.05)으로 낮게 나타났다. 이상의 실험결과로 보아 산양의 체세포를 이용한 이종간 핵이식 복제수정란의 생산을 위하여 수핵란으로 소와 돼지를 사용하여 복제수정란의 발달을 확인할 수 있었으며, 이종간 핵이식에 있어서 수핵란, 공여세포, 융합, 활성화 및 배양조건 등 아직 초보 수준에 있으며, 앞으로 보다 많은 연구를 통하여 이러한 문제들이 해결되면 멸종위기 상태에 있는 동물들의 종 보존에도 활용이 가능할 것으로 생각된다.

This study was conducted to investigate the developmental ability of caprine embryos after somatic cell interspecies nuclear transfer. Donor cells were obtained from an ear-skin biopsy of a caprine, digested with 0.25% trypsin-EDTA in PBS, and primary fibroblast cultures were established in TCM-199 with 10% FBS. After maturation, expanded cumulus cells were removed by vigorous pipetting in the presence of 0.3% hyaluronidase. The matured oocytes were dipped in D-PBS plus 10% FBS＋7.5 ㎍/ml cytochalasin B and 0.05 M sucrose. The reconstructed oocytes were electrically fused with donor cells in 0.3 M mannitol fusion medium. After the electofusion, embryos were activated by electric stimulation. Interspecies nuclear transfer embryos with bovine cytoplasts were cultured in TCM-199 medium supplemented with 10% FBS including bovine oviduct epithelial cells for 7∼9 day. On the other hand, the NT embryos with porcine cytoplasts were cultured in NCSU-23 medium supplemented with 10% FBS for 6∼8 day at 39℃, 5% CO₂ in air. In caprine-bovine NT embryos, the cleavage(2-cell) rate was 36.8% in confluence and 43.8% in serum starvation. The developmental rate of morula- and blastocyst-stage embryos was 0.0% in confluence and 18.8% in serum starvation. In caprine-porcine NT embryos, the cleavage(2-cell) rate was 76.7% in confluence and 66.7% in serum starvation. The developmental rate of morula and blastocyst stage embryos was 3.3% in confluence and 3.0% in serum starvation, and no significant difference was observed in synchronization treatment between donor cells. In caprine-bovine NT embryos, the cleavage(2-cell) rate of cultured donor cells was 30.8% and 17.6% in 5∼9 and 10∼14 passage(P＜0.05). The developmental rate of morula and blastocyst stage embryos were significantly higher(P＜0.05) in 5∼9 passage(23.1%) than in 10∼14 passage(0.0%) of cultured donor cells. In caprine-porcine NT embryos, the cleavage rate was significantly higher(P＜0.05) in 5∼9 passage(86.7%) than in 10∼14 passage(50.0%) of cultured donor cells. The developmental rate of morula and blastocyst stage embryos were 3.3 and 0.0% in 5∼9 and 10∼14와 passage of cultured donor cells. In caprine-bovine NT embryos, the developmental rate of morula and blastocyst stage embryos were 22.6% in interspecies nuclear transfer, 33.9% in in vitro fertilization and 28.1% in parthenotes, which was no significant differed. The developmental rate of morula and blastocyst stage embryos with caprine-porcine NT embryos were lower(P＜0.05) in interspecies nuclear transfer(5.1%) than in vitro fertiltzation(26.9%) and parthenotes(37.4%).