Научные статьи \ Прикладные науки. Медицина. Технология \ Сельское хозяйство. Лесное хозяйство. Охота. Рыбное хозяйство \ Общее животноводство. Разведение млекопитающих животных и птиц. Скотоводство. Домашние животные и их разведение \ Крупные жвачные животные. Крупный рогатый скот

Дозревание ооцитов коров в среде Fert-TALP повышает их качество и компетентность к развитию in vitro

Дозревание ооцитов коров в среде Fert-TALP повышает их качество и компетентность к развитию in vitro

Автор: Сингина Г.Н., Шедова Е.Н.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Культуры клеток

Статья в выпуске: 6 т.54, 2019 года.

Бесплатный доступ

Экстракорпоральное созревание (in vitro maturation, IVM) - важный этап получения эмбрионов in vitro (in vitro embryo production, IVP). Условия среды, окружающей ооциты вне организма, критически влияют на качество яйцеклеток, что делает эти условия объектом направленного воздействия. Чаще всего для IVM ооцитов коров используется однофазное культивирование в среде ТС-199, дополненной фетальной бычьей сывороткой (ФБС) и гонадотропными гормонами. Дифференцированное созревание, учитывающее асинхронность между ядерными и цитоплазматическими преобразованиями в ооцитах, следует рассматривать в качестве альтернативного и более естественного подхода к получению IVP эмбрионов. В настоящем исследовании впервые проведено сравнение двухфазных IVM протоколов, предполагающих созревание ооцитов коров на начальном этапе в стандартной среде и на завершающем этапе - в одной из двух сред без гормонов (ТС-199 и Fert-TALP - среды, традиционно используемой на последующем этапе оплодотворения). Цель представленной работы заключалась в изучении влияния тестируемых условий на состояние хромосом и степень апоптотической дегенерации в созревающих ооцитах, а также на развитие и качество IVP эмбрионов. Ооцит-кумулюсные комплексы (ОКК) созревали в течение 16 ч в среде ТС-199, дополненной 10 % ФБС, 10 мкг/мл фолликулостимулирующего (ФСГ) и 10 мкг/мл лютеинизирующего (ЛГ) гормонов. Затем ОКК переносили в среду ТС-199, содержащую только сыворотку (1-я система), либо в среду Fert-TALP (2-я система) и культивировали еще в течение 8 ч. Часть созревших ооцитов использовали для анализа состояния ядерного материала (окрашивание DAPI) и степени апоптоза (метод TUNEL). Другую часть подвергали оплодотворению для оценки компетенции к эмбриональному развитию. Цитологический анализ не выявил влияния системы культивирования на завершение ядерного созревания. Доля МII ооцитов через 24 ч созревания была сходной в обеих группах и составляла в 1-й и 2-й системе соответственно 83,3 и 84,7 %. В то же время процент ооцитов с признаками апоптоза при их дозревания во 2-й системе был ниже (11,7±0,7 %), чем в 1-й системе (19,4±1,1) (p function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); }

Еще

Ооциты коров, культивирование in vitro, среды созревания, апоптоз, эмбриональное развитие

Короткий адрес: https://sciup.org/142226280

IDR: 142226280   |   УДК: 636.2:591.39   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2019.6.1206rus

Final maturation of bovine oocytes in a Fert-TALP medium increased their quality and competence to in vitro embryo development

In vitro maturation (IVM) of the oocytes is an important step for in vitro embryo production (IVP). In vitro culture during maturation decreases oocyte quality and therefore, IVM conditions need to be improved. Routinely, IVM of bovine oocytes is performed using one-step medium, the TC-199 complemented with fetal bovine serum (FBS) and gonadotropins. However, the asynchrony of oocyte nuclear and cytoplasm maturation processes may require the differential hormonal environment during IVM. In the present work, for the first time we have compared the efficiency of the two-step IVM protocols, which include the first step in standard conditions and final maturation in hormone-free mediums TC-199 or Fert-TALP; the last one is a routine medium for in vitro fertilization (IVF). The objective was to study the effects of two-step IVM protocols to chromosome modifications and apoptotic events in mature oocytes and a quality of in vitro produced embryos. Oocyte-cumulus cells complexes (ОСС) were in vitro matured during 16 h in medium TC-199 complemented with 10 % FBS, 10 mg/ml follicle-stimulating hormone and 10 mg/ml luteinizing hormone, and then transferred to either medium TC-199 without gonadotropins (System 1) or Fert-TALP medium (System 2) for additional 8 h of IVM. After final IVM, nuclear state and apoptosis were checked in a part of the mature oocytes. IVF was performed on remaining OCC to analyze in vitro embryo development. No difference was observed in nuclear maturation rates between the systems 1 and 2 after 24 h IVM: 83.3 % and 84.7 % of the oocytes reached metaphase-II. Apoptosis rate were significantly lower (p function show_eabstract() { $('#eabstract1').hide(); $('#eabstract2').show(); $('#eabstract_expand').hide(); }

Еще

Список литературы Дозревание ооцитов коров в среде Fert-TALP повышает их качество и компетентность к развитию in vitro

  • Lonergan P., Fair T. In vitro-produced bovine embryos: dealing with the warts. Theriogenology, 2008, 69: 17-22 ( ). DOI: 10.1016/j.theriogenology.2007.09.007
  • Galli C., Duchi R., Crotti G., Turini P., Ponderato N., Colleoni S., Lagutina I., Lazzari G. Bovine embryo technologies. Theriogenology, 2003, 59(2): 599-616 ( DOI: 10.1016/S0093-691X(02)01243-8)
  • Ponsart С., Le Bourhis D., Knijn H., Fritz S., Guyader-Joly C., Ottern T., Lacaze S., Charreaux F., Schibler L., Dupassieux D., Mullaart E. Reproductive technologies and genomic selection in dairy cattle. Reproduction, Fertility and Development, 2013, 26(1): 12-21 ( ). DOI: 10.1071/RD13328
  • Blanco M.R., Demyda Peyrás S., Moreno M.M., Genero E. Developmental competence of in vivo and in vitro matured oocytes: a review. Biotechnology and Molecular Biology review, 2011, 6: 155-165.
  • Nagano M. Acquisition of developmental competence and in vitro growth culture of bovine oocytes. Journal of Reproduction and Development, 2019, 65(3): 195-201 ( ). DOI: 10.1262/jrd.2019-022
  • Hyttel P., Xu K.P., Smith S., Greve T. Ultrastructure of in-vitro oocyte maturation in cattle. J. Reprod. Fertil., 1986, 78: 615-625 ( ).
  • DOI: 10.1530/jrf.0.0780615
  • Abd El-Aziz A.H., Mahrous U.E., Kamel S.Z., Sabek A.A. Factors influencing in vitro production of bovine embryos: a review. Asian Journal of Animal and Veterinary Advances, 2016, 11: 737-756 ( ).
  • DOI: 10.3923/ajava.2016.737.756
  • Niemann H., Wrenzycki C. Alterations of expression of developmentally important genes in preimplantation bovine embryos by in vitro culture conditions: implications for subsequent development. Theriogenology, 2000, 53: 21-34 (
  • DOI: 10.1016/s0093-691x(99)00237-x)
  • Dominko T., First N.L. Timing of meiotic progression in bovine oocytes and its effect on early embryo development. Molecular Reproduction and Development, 1997, 47: 456-467 ( :43.0.CO;2-U).
  • DOI: 10.1002/(SICI)1098-2795(199708)47
  • Ward F., Enright B., Rizos D., Boland M., Lonergan P. Optimization of in vitro bovine embryo production: effect of duration of maturation, length of gamete co-incubation, sperm concentration and sire. Theriogenology, 2002, 57(8): 2105-2117 (
  • DOI: 10.1016/s0093-691x(02)00696-9)
  • Russell D.F., Baqir S., Bordignon J., Betts D.H. The impact of oocyte maturation media on early bovine embryonic development. Molecular Reproduction and Development, 2006, 73(10): 1255-1270 ( ).
  • DOI: 10.1002/mrd.20553
  • McKiernan S.H., Bavister B.D. Different lots of bovine serum albumin inhibit or stimulate in vitro development of hamster embryos. In Vitro Cell Dev. Biol. - Animal, 1992, 28A: 154-156 ( ).
  • DOI: 10.1007/bf02631084
  • Sagirkaya H., Misirlioglu M., Kaya A., First N.L., Parrish J.J., Memili E. Developmental potential of bovine oocytes cultured in different maturation and culture conditions. Animal Reproduction Science, 2007, 101: 225-240 ( ).
  • DOI: 10.1016/j.anireprosci.2006.09.016
  • Singina G.N., Lebedeva I.Yu., Shedova E.N., Taradajnic T.E., Mityashova O.S., Tsyndrina E.V., Danch S.S. Bovine oocyte ability to embryonic development when maturing in different two-phase culture systems. Agricultural Biology, 2017, 52(4): 776-784 ( ).
  • DOI: 10.15389/agrobiology.2017.4.776eng
  • Parrish J.J. Bovine in vitro fertilization: in vitro oocyte maturation and sperm capacitation with heparin. Theriogenology, 2014, 81(1): 67-73 ( ).
  • DOI: 10.1016/j.theriogenology.2013.08.005
  • Lebedeva I.Yu., Singina G.N., Shedova E.N., Lopukhov A.V., Mityashova O.S. Resistence of bovine oocytes to age-realated changes after exposure to luteotropic factors during the second phase of culture till the metaphase II stage. Agricultural Biology, 2018, 53(6): 1202-1211 ( ).
  • DOI: 10.15389/agrobiology.2018.6.1202eng
  • Singina G.N., Bagirov V.A., Danch S.S., Taradainik T.E., Dotsev A.V., Zinovieva N.A. In vitro production of interspecies hybrid embryos of cattle (Bos taurus) and wisent (Bison bonasus). Agricultural Biology, 2016, 51(6): 824-829
  • DOI: 10.15389/agrobiology.2016.6.824eng
  • Lebedeva I.Yu., Singina G.N., Lopukhov A.V., Zinovieva N.A. Dynamics of morphofunctional changes in aging bovine ova during prolonged culture in vitro. Cell and Tissue Biology, 2014, 8(3): 258-266 ( ).
  • DOI: 10.1134/S1990519X14030080
  • Guemra S., da Silva Santo E., Zanin R., Monzani P.S., Sovernigo T.C., Ohashi O.M., Verde Leal C.L., Adona P.R. Effect of temporary meiosis block during prematuration of bovine cumulus-oocyte complexes on pregnancy rates in a commercial setting for in vitro embryo production. Theriogenology, 2014, 81(7): 982-987 ( ).
  • DOI: 10.1016/j.theriogenology.2014.01.026
  • Salhab M., Tosca L., Cabau C., Papillier P., Perreau C., Dupont J, Mermillod P., Uzbekova S. Kinetics of gene expression and signaling in bovine cumulus cells throughout IVM in different mediums in relation to oocyte developmental competence, cumulus apoptosis and progesterone secretion. Theriogenology, 2011, 75(1): 90-104 ( ).
  • DOI: 10.1016/j.theriogenology.2010.07.014
  • Mastromonaco G.F., Semple E., Robert C., Rho G.J., Betts D.H., King W.A. Different culture media requirements of IVF and nuclear transfer bovine embryos. Reproduction in Domestic Animals, 2004, 39: 462-467 ( ).
  • DOI: 10.1111/j.1439-0531.2004.00548.x
  • Lonergan P., Kearney-Flynn M.O., Boland M.P. Effect of protein supplementation and presence of an antioxidant on the development of bovine zygotes in synthetic oviduct fluid medium under high or low oxygen tension. Theriogenology, 1999, 51: 1565-1576 (
  • DOI: 10.1016/s0093-691x(99)00099-0)
  • Abe H., Yamashita S., Itoh T., Satoh T., Hoshi H. Ultrastructure of bovine embryos developed from in vitro-matured and fertilized oocytes: comparative morphological evaluation of embryos cultured either in serum-free medium or in serum-supplemented medium. Molecular Reproduction and Development, 1999, 53: 325-335 ( :33.0.CO;2-T).
  • DOI: 10.1002/(SICI)1098-2795(199907)53
  • Wrenzycki C., Herrmann D., Carnwath J.W., Niemann H. Alterations in the relative abundance of gene transcripts in preimplantation bovine embryos cultured in medium supplemented with either serum or PVA. Molecular Reproduction and Development, 1999, 53: 8-18 ( :13.0.CO;2-K).
  • DOI: 10.1002/(SICI)1098-2795(199905)53
Еще
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp