Zinc와 Cysteamine 첨가가 돼지 난포란의 체외성숙 및 단위생식란의 배발달에 미치는 영향 = Effects of Zinc and Cysteamine on In Vitro Maturation and Parthenogenetic Development of Porcine Oocytes

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 돼지의 미성숙난포란의 체외성숙배양액 내 zinc 와 cysteamine을 첨가 시 난포란의 체외성숙 및 돼지 난자의 단위 배 발생에 미치는 영향을 검토하고자 실시하였으며 그 연구결과는 다음과 같다. Zinc 첨가농도에 따른 체외성숙율은 대조구(79.07±0.87%) 보다 0.5 μg/㎖, 1.0 μg/㎖, 1.5 μg/㎖, 2.0 μg/㎖의 zinc 첨가구(81.43±2.66%, 83.56±1.53%, 83.86±1.51%, 83.25±1.05%)에서 높은 성숙율을 보였으며 0.5 μg/㎖를 첨가구를 제외한 나머지 첨가구에서 유의적으로 높았다(p<0.05). 단위생식유기 후 48시간에 확인한 난할율의 경우 대조구(52.10±1.56%)보다 zinc 첨가구(57.95±1.98%, 59.11±0.76%, 57.52±0.76%, 59.61±0.96%)에서 유의적으로 높은 난할율을 보였다(p<0.05). TPEN첨가에 따른 체외성숙율은 대조구(81.20±1.30%)보다 10 μM TPEN을 단독 첨가 시(55.51±1.02%) 유의적 낮은 성숙율을 보였으며 10 μM TPEN+1.0 μg/㎖ zinc, 10 μM TPEN+2.0 μg/㎖ zinc를 첨가한 시험구(71.46±0.25%, 72.78±0.69%)에서 대조구보다는 낮지만 TPEN 단독 첨가구보다는 유의적으로 높은 성숙율을 보였다(p<0.05). 단위생식유기 후 48시간에 확인한 난할율의 경우 대조구(55.43±2.29%)에서 가장 높은 난할율를 보였으며 TPEN을 단독으로 첨가한구(10.47±0.85%)에서 유의적으로 가장 낮은 난할율를 보였다(p<0.05). TPEN과 zinc를 함께 첨가한 시험구(46.84±0.83%, 47.82±1.28%)는 대조구보다 낮은 난할율을 보였지만 TPEN 단독 첨가구보다 증가하였다(p<0.05). Cysteamine 첨가농도에 따른 체외성숙율은 대조구(80.39±0.45%)에서 가장 낮은 성숙율을 보였으며 50 μM, 100 μM, 150 μM, 200 μM의 cysteamine 첨가구(82.33±0.66%, 84.65±0.37%, 83.01±0.75%, 83.34±0.48%)에서 모두 대조구보다 유의적으로 높은 성숙율을 보였다. 특히 100 μM을 첨가한 시험구에서 가장 높은 성숙율을 보였다(p<0.05). 단위생식유기 후 48시간에 확인한 난할율은 모든 첨가구(55.82±1.37%, 56.69±1.04%, 56.85±0.94%, 56.48±1.83%)에서 대조구(51.74±0.86%)보다 높은 난할율을 보였다(p<0.05). Zinc와 cysteamine을 함께 첨가한 실험의 경우 대조구(79.52±1.18%)가 1.0 μg/㎖ zinc+50 μM cysteamine, 1.0 μg/㎖ zinc+100 μM cysteamine 첨가구(83.49±0.89%, 83.26±0.93%)보다 유의적으로 낮은 성숙율을 보였고, 48시간이후 난할율은 대조구(52.71±0.70%)에서 가장 낮은 난할율을 보였으며 1.0 μg/㎖ zinc+50 μM cysteamine 첨가구(56.24±0.24%)에서 1.0 μg/㎖ zinc+100 μM cysteamine 첨가구(54.70±1.02%)보다 높은 난할율을 보였다(p<0.05). 따라서 돼지 미성숙난포란의 체외성숙 및 단위생식유기 후 난할율은 체외성숙배양액내 1.0 μg/㎖농도의 zinc 첨가 시 가장 효율적이라고 생각되며, TPEN의 첨가는 zinc를 억제함으로써 성숙율과 배발달을 떨어뜨리지만 zinc를 함께 첨가한 경우 세포내 zinc를 보충하여 성숙율과 배발달율이 증가한 것으로 사료된다. Cysteamin의 경우 100 μM의 농도에서 가장 효율적이며 zinc와 함께 첨가 시 1.0 μg/㎖ zinc+50 μM cysteamin의 농도에서 가장 높은 성숙율 과 난할율을 보였다. 이를 통해 zinc와 cysteamin 첨가는 돼지 미성숙난포란의 성숙 및 단위생식 시 배발달에 긍정적인 효과를 보이지만 과도한 zinc와 cysteamine의 첨가는 오히려 단위생식 이후 난할율을 저해하는 것으로 생각된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The objective of the present study was to examine the effects of zinc and cysteamine on in vitro maturation and parthenogenetic development of porcine oocytes. The results of this study were summarized below.
In vitro maturation rate by the concentration of zinc supplements was significantly higher in the zinc added groups of 1.0 μg/㎖, 1.5 μg/㎖, and 2.0 μg/㎖ (83.56±1.53%, 83.86±1.51%, and 83.25±1.05%) except a group of 0.5 μg/㎖ (81.43±2.66%) than in control (79.07±0.87%) (p<0.05).
The cleaved rate checked 48 hours later after parthenogenesis was significantly higher in the zinc added groups of 0.5 μg/㎖, 1.0 μg/㎖, 1.5 μg/㎖, and 2.0 μg/㎖ (57.95±1.98%, 59.11±0.76%, 57.52±0.76%, 59.61±0.96%) than in control (52.10±1.56%) (p<0.05).
In vitro maturation rate with addition of TPEN was significantly lower in groups of 10 μM of TPEN, 10 μM TPEN+1.0 μg/㎖ zinc, and 10 μM TPEN+2.0 μg/㎖ zinc (55.51±1.02%, 71.46±0.25%, and 72.78±0.69%) than in control (81.20±1.30%) (p<0.05).
The cleaved rate checked 48 hours later after parthenogenesis was the highest in control (55.43±2.29%) and the lowest in group of 10 μM of TPEN alone (10.47±0.85%) and was lower in groups of 10 μM TPEN+1.0 μg/㎖ zinc and 10 μM TPEN+2.0 μg/㎖ zinc (46.84±0.83% and 47.82±1.28%) than in control (p<0.05).
In vitro maturation rate by the concentration of cysteamine supplements were significantly higher in the Cysteamine added groups of 50 μM, 100 μM, 150 μM, and 200 μM (82.33±0.66%, 84.65±0.37%, 83.01±0.75%, and 83.34±0.48%) than in control (80.39±0.45%) (p<0.05).
The cleaved rate checked 48 hours later after parthenogenesis was significantly higher in the Cysteamine added groups of 50 μM, 100 μM, 150 μM, and 200 μM (55.82±1.37%, 56.69±1.04%, 56.85±0.94%, and 56.48±1.83%) than in control (51.74±0.86%) (p<0.05).
In vitro maturation rate with the addition of zinc and cysteamine was significantly higher in groups of 1.0 μg/㎖ zinc+50 μM cysteamine and 1.0 μg/㎖ zinc+100 μM cysteamine (83.49±0.89% and 83.26±0.93%) than in control (79.52±1.18%) (p<0.05).
The cleaved rates checked 48 hours later after parthenogenesis were 52.71±0.70% in control, 56.24±0.24% in 1.0 μg/㎖ zinc+50 μM cysteamine, and 54.70±1.02% in 1.0 μg/㎖ zinc+100 μM cysteamine, respectively (p<0.05).
Therefore, the most effective concentration of zinc would be 1.0 μg/㎖ for porcine oocyte IVM and parthenogenesis. The addition of TPEN resulted in decreasing maturation rate and embryonic development due to restraint to zinc. However, the addition of TPEN with zinc resulted in increasing maturation rate and embryonic development due to an addition of zinc into the cell. The most effective concentration of cysteamine would be 100 μM and the highest maturation and cleaved rate were in the group of 1.0 μg/㎖ zinc+50 μM cysteamine.
The results indicated that the appropriate addition of zinc and cysteamine may have a positive effect on IVM of porcine oocyte and embryonic development.

목차 (Table of Contents)

• 목 차 Ⅰ
• List of Tables Ⅳ
• List of Figures Ⅴ
• 국문초록 Ⅵ
• Ⅰ. 서 론 1
• Ⅱ. 연구사 4
• 1. 체외성숙 4
• 2. 단위생식 5
• 3. 체외배양 8
• 4. 항산화제 10
• 가. Cysteine과 Cysteamine 12
• 나. 아연 13
• Ⅲ. 재료 및 방법 14
• 1. 난포란의 채취 14
• 2. 미성숙 난포란의 선별 14
• 3. 미성숙 난포란의 체외성숙 14
• 4. 난자의 체외성숙 판정 16
• 5. 단위생식 16
• 6. 난할율 조사 16
• 7. 실험설계 16
• 가. 실험1 16
• 나. 실험2 16
• 다. 실험3 18
• 라. 실험4 18
• 8. 통계처리 18
• Ⅳ. 결과 및 고찰 19
• 1. 돼지 미성숙난포란의 체외성숙 및 단위생식란의 배발달에 미치는 Zinc의 효과 19
• 2. 돼지 미성숙난포란의 체외성숙 및 단위생식란의 배발달에 미치는 TPEN의 영향 24
• 3. 돼지 미성숙난포란의 체외성숙 및 단위생식란의 배발달에 미치는 Cysteamine의 효과 29
• 4. 돼지 미성숙난포란의 체외성숙 및 단위생식란의 배발달에 미치는 Zinc와 Cyteamine의 효과 34
• Ⅴ. 참고문헌 39
• 초 록(영 문) 59