GAG 처리된 정자가 소 난자의 체위발달에 미치는 영향

Abstract

Glycosaminoglycan (GAG)은 자성생식수관액에 존재하며 정자의 수정능 획득을 촉진하는 물질이다. 본 실험에서는 4 개의 서로 다른 GAG 들 (Chondroitin sulfate, CS; Dermatan sulfate, DS; Hyaluronic acid, HA; Heparin, HP)을 10 ug/ml 의 같은 농도로 소 정자에 5 시간 동안 노출시켰을 때, HP 나 HA 를 처리한 군에서 정자의 total motility, VSL 그리고 VCL 수치가 대조 군이나 다른 GAG 처리군 (DS 혹은 CS) 에 비하여 높게 나타났다. 또한 HP 혹은 HA 처리 군의 정자 수정능 획득과 첨체반응율이 다른 처리 군에 비하여 증가하였다. 게다가 체외수정 전 1 시간 동안 HP 혹은 HA 에 노출된 정자는 유의하게 높은 수정 능력을나타내어, 전핵 형성율과 수정 후 2 일 째 난할율, 그 이후 배반포발달율을 증가시키는 효과를 보였으며 그와 더불어 내부세포괴를 포함한 전체적인 세포수 증가를 유도하였다 (P< 0.05). 그리고 HP 와 HA 를 처리한 군에서 발달된 배아를 Real-time PCR 을 시행하였던 바, pluripotency 유전자 Oct 4, cell growth 유전자 Glut 5 그리고 anti-apoptosis 유전자 Baxinhibitor 발현이 대조군이나 다른 GAG 처리군에 비하여 유의하게 높게발현되며, pro-apoptotic 유전자인 Caspase 3 는 GAG 를 처리한 모든 군에서 현저히 낮음을 확인하였다 (P< 0.05). 따라서, 본 연구는 소 정자에 HP 또는 HA 처리가 체외 수정능력과 난자의 체외 발달능을 높이고 유전자발현에 효과적으로 작용할 수 있음을 나타낸다.

The glycosaminoglycan (GAG) presents in female reproductive tract fluid as promoting factor of sperm capacitation. When the same concentrations (10 μg/ml) of four different GAGs (Chondroitin sulfate, CS; Dermatan sulfate, DS; Hyaluronic acid, HA; Heparin, HP) were exposed to bovine sperm for 5 hour, the values of total motility, VSL and VCL were higher in HP or HA treatment group than in control and other GAG treatment groups (CS or DS). Also, HP or HA treatment effects on the increase of the rates of capacitated- and acrosome reacted sperm compared to other treatment groups. In addition, HP or HA exposed sperm for 1 hour before IVF improved significantly the fertilizing ability including of 2 PN formation rates and cleavagerates at day 2, and it subsequently effects on in vitro embryo development rate and embryo quality plus ICM and total cell number at day 8 after IVF (P< 0.05). In realtime PCR analysis, the relative mRNA expression levels of pluripotency (Oct 4), cell growth (Glut 5) and anti-apoptosis (Bax inhibitor) genes were significantly higher in HA or HP treatment groups than in control or other treatment groups, while the proapoptotic gene Caspase 3 expression was significantly low in all GAG treatment groups (P< 0.05). These results demonstrated that HP or HA exposed bovine sperm have positive effects on in vitro fertilizing ability, in vitro embryo developmental potential and their gene expression.