Ellagic Acid during In Vitro Maturation of Porcine Oocytes Improves Development Capacity after Parthenotes and Somatic Cell Nuclear Transfer

Abstract

엘라그산은 천연 폴리페놀이자 항산화 특성을 지닌 자유 라디칼 제거제이다. 본 연구는 돼지 난모세포의 체외 성숙 동안 EA의 보호 효과를 조사하 였다. 최적의 농도를 결정하기 위해 IVM 배지에 다양한 농도의 EA가 보충되었다. 10 μM EA(10 EA)로 처리하면 분열률, 배반포 형성률, 배반포 당 총 세포 수가 가장 높았고 세포사멸 비율이 가장 낮았다. 10 EA 그룹에서는 비정상적인 방추와 염색체 오정렬이 완화되었고 전체 p44/42에 대 한 인산화된 p44/42의 비율이 증가하였다. 또한 10 EA 그룹에서 활성산소종과 글루타티온 수치가 각각 유의하게 감소 및 증가하였고 항산화 유전 자(Nrf2, HO-1, CAT 및 SOD1)도 유의하게 상향 조절되었다. 발달 관련 (CDX2, POU5F1 및 SOX2) 및 항세포사멸 (BCL2L1) 유전자의 mRNA 발현은 10 EA 그룹에서 유의하게 상향 조절된 반면, 프로세포사멸 유전자 (BAK, FAS 및 CASP 3)의 mRNA 발현은 유의하게 하향 조절되었다. 궁 극적으로 체세포 핵 이식에서는 BL 형성 속도가 크게 증가되었으며 세포 사멸 비율은 10 EA 그룹에서 크게 감소되었다. 결론적으로, IVM 배지에 EA를 첨가하면 항산화 메커니즘을 통해 난모세포 성숙과 후속 배아 발달 능력이 향상시킨다는 것을 입증하였다. 이러한 발견은 EA가 보조 생식 기 술의 효율성을 향상시킬 수 있음을 시사한다.|Ellagic acid (EA) is a natural polyphenol and a free radical scavenger with antioxidant properties. This study investigated the protective effects of EA during in vitro maturation (IVM) of porcine oocytes. To determine the optimal concentration, IVM medium was supplemented with various concentrations of EA. Treatment with 10 μM EA (10 EA) resulted in the highest cleavage rate, blastocyst formation rate, and total cell number per blastocyst and the lowest percentage of apoptotic cell in parthenogenetic blastocysts. In the 10 EA group, abnormal spindle and chromosome misalignment were rescued and the ratio of phosphorylated p44/42 to total p44/42 was increased. Furthermore, the reactive oxygen species and glutathione levels were significantly decreased and increased, respectively, and antioxidant genes (Nrf2, HO-1, CAT, and SOD1) were significantly upregulated in the 10 EA group. mRNA expression of developmental-related (CDX2, POU5F1, and SOX2) and anti-apoptotic (BCL2L1) genes was significantly upregulated in the 10 EA group, while mRNA expression of pro-apoptotic genes (BAK, FAS, and CASP 3) was significantly downregulated. Ultimately, following somatic cell nuclear transfer, blastocyst formation rate was significantly increased and the percentage of apoptotic cell in blastocysts was significantly decreased in the 10 EA group. In conclusion, addition of 10 EA to IVM medium improved oocyte maturation and subsequent embryo development capacity through antioxidant mechanisms. These findings suggest that EA can enhance the efficiencies of assisted reproductive technologies.