Смена среды культивирования положительно влияет на развитие и качество эмбрионов крупного рогатого скота in vitro

Бесплатный доступ

Несмотря на то, что число эмбрионов крупного рогатого скота (КРС), получаемых in vitro (in vitro embryo production, IVP), в мире ежегодно возрастает, их качество все еще уступает качеству эмбрионов, получаемых in vivo, а условия, в которых происходит развитие IVP эмбрионов, до сих пор требуют детализации. В связи с этим в представленной работе была изучена зависимость развития IVP эмбрионов и их качества от условий обновления среды in vitro культивирования (in vitro culture, IVC) и ее объема. Post mortem ооциты коров культивировали в среде созревания, оплодотворяли in vitro заморожено-оттаянной спермой и переносили в среду BO-IVC («IVF Bioscience», Великобритания) объемом 500 или 100 мкл для эмбрионального развития. Сравнивали три варианта инкубации: без смены среды (БСС), с полной сменой среды (ПСС) и с частичной сменой среды (ЧСС). В первом случае эмбрионы развивались в течение всего периода (8 сут) без обновления среды культивирования, во втором - через 3 сут IVC эмбрионы были перенесены для дальнейшего развития в капли свежей среды, в варианте ЧСС через 3 сут инкубации половина изначального объема среды удалялась и заменялась эквивалентным объемом свежей среды. Во всех вариантах на 8-е сут культивирования оценивали число эмбрионов, развившихся до стадии бластоцисты (Бл), и их качество (на основе определения общего числа ядер и ядер с признаками апоптоза в Бл при цитологическом анализе). Также исследовали развитие 8-суточных бластоцист через 2 сут дополнительного культивирования до стадии вылупившейся Бл (ВБл). Результаты показали, что по сравнению с непрерывным культивированием ПСС обеспечивала значительное повышение частоты образования бластоцист (с 23,0±1,5 и 25,8±0,8 до 45,7±4,8 и 52,1±4,9 %, p function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); }

Еще

In vitro эмбриональное развитие, среда культивирования, ivp, ivс, крупный рогатый скот

Короткий адрес: https://sciup.org/142237384

IDR: 142237384   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2022.6.1197rus

Список литературы Смена среды культивирования положительно влияет на развитие и качество эмбрионов крупного рогатого скота in vitro

  • Ferré L.B., Kjelland M.E., Strøbech L.B., Hyttel P., Mermillod P., Ross P.J. Review: Recent advances in bovine in vitro embryo production: reproductive biotechnology history and methods. Animal, 2020, 14(5): 991-1004 (doi: 10.1017/S1751731119002775).
  • Sanches B.V., Zangirolamo A.F., Seneda M.M. Intensive use of IVF by large-scale dairy pro-grams. Animal Reproduction, 2019, 16(3): 394-401 (doi: 10.21451/1984-3143-AR2019-0058).
  • Ferré L.B., Kjelland M.E., Taiyeb A.M., Campos-Chillon F., Ross P.J. Recent progress in bovine in vitro-derived embryo cryotolerance: impact of in vitro culture systems, advances in cryopres-ervation and future considerations. Reproduction in Domestic Animals, 2020, 55(6): 659-676 (doi: 10.1111/rda.13667).
  • Marsico T.V., de Camargo J., Valente R.S., Sudano M.J. Embryo competence and cryosurvival: Molecular and cellular features. Animal Reproduction, 2019, 16(3): 423-439 (doi: 10.21451/1984-3143-AR2019-0072).
  • Pontes J.H., Nonato-Junior I., Sanches B.V., Ereno-Junior J.C., Uvo S., Barreiros T.R., Oliveira J.A., Hasler J.F., Seneda M.M. Comparison of embryo yield and pregnancy rate between in vivo and in vitro methods in the same Nelore (Bos indicus) donor cows. Theriogenology, 2009, 71(4): 690-697 (doi: 10.1016/j.theriogenology.2008.09.031).
  • Stroebech L., Mazzoni G., Pedersen H.S., Freude K.K., Kadarmideen H.N., Callesen H., Hyt-tel P. In vitro production of bovine embryos: revisiting oocyte development and application of systems biology. Animal Reproduction, 2015, 12(3): 465-472.
  • Carvalho A.V., Canon E., Jouneau L., Archilla C., Laffont L., Moroldo M., Ruffini S., Corbin E., Mermillod P., Duranthon V. Different co-culture systems have the same impact on bovine em-bryo transcriptome. Reproduction, 2017, 154(5): 695-710 (doi: 10.1530/REP-17-0449).
  • Rosenkrans C.F. Jr., First N.L. Effect of free amino acids and vitamins on cleavage and devel-opmental rate of bovine zygotes in vitro. Journal of Аnimal Science, 1994, 72(2): 434-437 (doi: 10.2527/1994.722434x).
  • Thompson J.G., Allen N.W., McGowan L.T., Bell A.C., Lambert M.G., Tervit H.R. Effect of delayed supplementation of fetal calf serum to culture medium on bovine embryo development in vitro and following transfer. Theriogenology, 1998, 49(6): 1239-1249 (doi: 10.1016/s0093-691x(98)00071-5).
  • Thompson J.G., Peterson A.J. Bovine embryo culture in vitro: new developments and post-trans-fer consequences. Human Reproduction, 2000, 15(5): 59-67 (doi: 10.1093/humrep/15.suppl_5.59).
  • Xiong X.R., Wang L.J., Wang Y.S., Hua S., Zi X.D., Zhang Y. Different preferences of IVF and SCNT bovine embryos for culture media. Zygote, 2014, 22(1): 1-9 (doi: 10.1017/S0967199412000184).
  • Soto-Moreno E.J., Balboula A., Spinka C., Rivera R.M. Serum supplementation during bovine embryo culture affects their development and proliferation through macroautophagy and endo-plasmic reticulum stress regulation. PLoS ONE, 2021, 16(12): e0260123 (doi: 10.1371/jour-nal.pone.0260123).
  • Amaral T.F., de Grazia J.G.V., Martinhao LAG., De Col F., Siqueira L.G.B., Viana J.H.M., Hansen P.J. Actions of CSF2 and DKK1 on bovine embryo development and pregnancy out-comes are affected by composition of embryo culture medium. Scientific Reports, 2022, 12(1): 7503 (doi: 10.1038/s41598-022-11447-7).
  • Takahashi M., Keicho K., Takahashi H., Ogawa H., Schultz R.M., Okano A. Effect of oxidative stress on development and DNA damage in in-vitro cultured bovine embryos by comet assay. Theriogenology, 2000, 54(1): 137-145 (doi: 10.1016/s0093-691x(00)00332-0).
  • Cagnone G., Sirard M.A. The embryonic stress response to in vitro culture: insight from genomic analysis. Reproduction, 2016, 52(6): 247-261 (doi: 10.1530/REP-16-0391).
  • Qu P., Qing S., Liu R., Qin H., Wang W., Qiao F., Ge H., Liu J., Zhang Y., Cui W., Wang Y. Effects of embryo-derived exosomes on the development of bovine cloned embryos. PLoS ONE, 2017, 12(3): e0174535 (doi: 10.1371/journal.pone.0174535).
  • Wydooghe E., Vandaele L., Heras S., De Sutter P., Deforce D., Peelman L., De Schauwer C., Van Soom A. Autocrine embryotropins revisited: how do embryos communicate with each other in vitro when cultured in groups? Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society, 2017, 92(1): 505-520 (doi: 10.1111/brv.12241).
  • Lopera-Vásquez R., Hamdi M., Fernandez-Fuertes B., Maillo V., Beltrán-Breña P., Calle A., Redruello A., López-Martín S., Gutierrez-Adán A., Yañez-Mó M., Ramirez M.Á., Rizos D. Ex-tracellular vesicles from BOEC in in vitro embryo development and quality. PLoS ONE, 2016, 11(2): e0148083 (doi: 10.1371/journal.pone.0148083).
  • Lin X., Beckers E., Mc Cafferty S., Gansemans Y., Szymańska K.J., Pavani K.C., Catani J.P., Van Nieuwerburgh F., Deforce D., De Sutter P., Van Soom A., Peelman L. Bovine EMBRYO-SECRETED MICroRNA-30c is a potential non-invasive biomarker for hampered preimplantation developmental competence. Frontiers in Genetics, 2019, 10: 315 (doi: 10.3389/fgene.2019.00315).
  • Bobrie A., Colombo M., Raposo G., Théry C. Exosome secretion: molecular mechanisms and roles in immune responses. Traffic, 2011, 12(12): 1659-1668 (doi: 10.1111/j.1600-0854.2011.01225.x).
  • Saadeldin I.M., Oh H.J., Lee B.C. Embryonic-maternal cross-talk via exosomes: potential impli-cations. Stem Cells and Cloning, 2015, 8: 103-107 (doi: 10.2147/SCCAA.S84991).
  • Wang Y.S., Tang S., An Z.X., Li W.Z., Liu J., Quan F.S., Hua S., Zhang Y. Effect of mSOF and G1.1/G2.2 media on the developmental competence of SCNT-derived bovine embryos. Re-production in Domestic Animals, 2011, 46(3): 404-409 (doi: 10.1111/j.1439-0531.2010.01679.x).
  • Fukui Y., Lee E.S., Araki N. Effect of medium renewal during culture in two different culture systems on development to blastocysts from in vitro produced early bovine embryos. Journal of Animal Science, 1996, 74(11): 2752-2758 (doi: 10.2527/1996.74112752x).
  • Ikeda K., Takahashi Y., Katagiri S. Effect of medium change on the development of in vitro matured and fertilized bovine oocytes cultured in medium containing amino acids. The Journal of Veterinary Medical Science, 2000, 62(1): 121-123 (doi: 10.1292/jvms.62.121).
  • Sciorio R., Smith G.D. Embryo culture at a reduced oxygen concentration of 5 %: a mini review. Zygote, 2019, 27(6): 355-361 (doi: 10.1017/S0967199419000522).
  • Wang H., Cao W., Hu H., Zhou C., Wang Z., Alam N., Qu P., Liu E. Effects of changing culture medium on preimplantation embryo development in rabbit. Zygote, 2022, 30(3): 338-343 (doi: 10.1017/S0967199421000721).
  • Nielsen J.M.K., Wrenzycki C., Hyttel P., Poppicht F., Stroebech L. New culture media affects blastocyst development and gene expression levels in in vitro-produced bovine embryos. Repro-duction, Fertility, Development, 2014, 27(1): 206-207 (doi: 10.1071/RDv27n1Ab234).
  • Gutierrez-Castillo E., Ming H., Foster B., Gatenby L., Mak C.K., Pinto C., Bondioli K., Jiang Z. Effect of vitrification on global gene expression dynamics of bovine elongating embryos. Repro-duction, Fertility, Development, 2021, 33(5): 338-348 (doi: 10.1071/RD20285).
  • Singina G.N., Shedova E.N. Final maturation of bovine oocytes in a FERT-TALP medium in-creased their quality and competence to in vitro embryo development. Sel'skokhozyaistvennaya Bi-ologiya [Agricultural Biology], 2019, 54(6): 1206-1213 (doi: 10.15389/agrobiology.2019.6.1206eng).
  • 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).
  • Singina G.N., Shedova E.N., Lopukhov A.V., Mityashova O.S., Lebedeva I.Y. Delaying effects of prolactin and growth hormone on aging processes in bovine oocytes matured in vitro. Pharma-ceuticals (Basel), 2021, 14(7): 684 (doi: 10.3390/ph14070684).
  • Dagilgan S., Dundar-Yenilmez E., Tuli A., Urunsak I.F., Erdogan S. Evaluation of intracellular pH regulation and alkalosis defense mechanisms in preimplantation embryos. Theriogenology, 2015, 83(6): 1075-1084 (doi: 10.1016/j.theriogenology.2014.12.011).
Еще
Статья научная