KR101261000B1 - Composition for improving blastocyst hatching and trophectoderm differentiation comprising Dickkopf-1 and method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배반포 부화률 및 TE 분화율 향상을 위한 조성물 및 그에 관한 배양방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 Dickkopf-1 을 포함하는 배반포 부화률 및 TE 분화율 향상을 위한 조성물 및 그 배양방법에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for improving blastocyst hatching rate and TE differentiation rate and a culture method thereof, and more particularly to a composition for improving blastocyst hatching rate and TE differentiation rate including Dickkopf-1 and a method for culturing the same. will be.

Description

Dickkopf-1를 포함하는 배반포 발달능력 향상용 조성물 및 그 방법{Composition for improving blastocyst hatching and trophectoderm differentiation comprising Dickkopf-1 and method thereof}Composition for improving blastocyst developmental ability comprising Dixivacox-1 and its method {composition for improving blastocyst hatching and trophectoderm differentiation comprising Dickkopf-1 and method}

본 발명은 배반포 부화률 및 TE 분화율 향상을 위한 조성물 및 그에 관한 배양방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 Dickkopf-1 (이하, 'Dkk1'라 함)을 포함하는 배반포 부화률 및 TE 분화율 향상을 위한 조성물 및 그 배양방법에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for improving blastocyst hatching rate and TE differentiation rate and a cultivation method thereof, and more particularly, to improve blastocyst hatching rate and TE differentiation rate including Dickkopf-1 (hereinafter, referred to as 'Dkk1'). It relates to a composition for and a culture method thereof.

1997년 복제양 돌리의 탄생 (Wilmut I., Schnieke AE., McWhir J., Kind AJ., Campbell KHS. Viable offspring derived from fetal and adult mammalian cells. Nature 385:810-13(1997)) 은 분화된 체세포가 난자와 만날 경우 배아 단계로 역분화하여 다시 하나의 완전한 개체로 분화하여 클론을 형성할 수 있는 능력, 즉 전능성을 획득할 수 있음을 보여준 첨단 생명공학 기술의 성과이다.The birth of cloned sheep Dolly in 1997 (Wilmut I., Schnieke AE., McWhir J., Kind AJ., Campbell KHS.Viable offspring derived from fetal and adult mammalian cells.Nature 385: 810-13 (1997)) It is the achievement of advanced biotechnology that shows that when somatic cells meet with an egg, they are able to dedifferentiate to the embryonic stage and then divide into one complete individual to form a clone, ie omnipotent.

줄기 세포는 자신을 재생시키고 진화 또는 분화된 세포를 발생시키는 독특한 능력을 갖는 세포 유형이다. 신체의 대부분의 세포들, 예를 들어 심장 세포 또는 피부 세포는 특별한 기능을 수행하는데 전념하지만, 줄기 세포는 분화된 세포 유형으로 발달하라는 신호를 받을 때까지는 얽매여 있지 않다. 상기 줄기 세포를 독특하게 만드는 것은 분화되는 능력을 겸하는 그의 증식 능력이다. 수년간, 연구자들은 줄기세포를 손상되거나 죽은 세포 및 조직을 대체해서 사용하는 방법을 발견하는데 집중하여 왔다. 지금까지, 대부분의 연구는 2 가지 유형의 줄기 세포, 즉 배아 및 성체 줄기 세포에 집중하였다. 배아 줄기 세포는 착상 전 수정된 난모세포, 즉 배반포로부터 유래되는 반면, 성체 줄기 세포는 성숙한 유기체 중에, 예를 들어 골수, 표피 및 장 내에 존재한다. 유럽 및 다른 국가들의 다수의 국법에 따르면, 수정된 난모세포는 자궁에 착상하기 전에, 즉 수정 후 10 내지 14 일 전에는 배아로서 인정되지 않으며, 따라서 상기와 같은 세포를 배반포로부터 유래된 줄기 세포 또는 hBS 세포라 칭한다. 다능성 시험은 상기 배아 또는 배반포-유래된 줄기 세포가 배 세포를 포함한 유기체 중의 모든 세포를 발생시킬 수 있는 반면, 성체 줄기 세포는 전해내려오는 세포 유형에 보다 제한된 레퍼토리를 가짐을 입증하였다.Stem cells are cell types that have the unique ability to regenerate themselves and give rise to evolved or differentiated cells. Most cells in the body, such as heart cells or skin cells, are dedicated to performing a particular function, but stem cells are not entwined until they are signaled to develop into differentiated cell types. What makes the stem cells unique is their proliferative capacity as well as the ability to differentiate. For years, researchers have focused on finding ways to use stem cells to replace damaged or dead cells and tissues. To date, most studies have focused on two types of stem cells: embryonic and adult stem cells. Embryonic stem cells are derived from preimplanted fertilized oocytes, ie blastocysts, while adult stem cells are present in mature organisms, for example in the bone marrow, epidermis and intestine. According to many national laws of Europe and other countries, fertilized oocytes are not recognized as embryos before implantation in the uterus, ie 10 to 14 days after fertilization, so that such cells are derived from stem cells or hBS derived from blastocysts. Called a cell. Pluripotency tests demonstrated that the embryo or blastocyst-derived stem cells can give rise to all cells in an organism, including embryonic cells, while adult stem cells have a more limited repertoire to the cell types to which they are delivered.

체세포 복제 기술이란 공여핵으로서 체세포를 이용하는 것을 말하며 이는 성체 혹은 태아의 조직에서 회수된다. 공여핵이 이식될 수핵난자는 체세포와 융합된 후 발생할 수 있는 능력을 보유하여야 한다. 이러한 발생능을 가지기 위해서는 제2차 감수분열 중기 (난자가 체내에서 자연적으로 배란되는 시기) 까지 난자의 발육이 진행되어야 하며 이를위하여 체외에서 인위적으로 난자를 배양하거나, 호르몬 처치를 통하여 체내에서 난자를 발육시킨다.Somatic cloning technology refers to using somatic cells as donor nuclei, which are recovered from adult or fetal tissue. Nucleated oocytes to which the donor nucleus is to be transplanted must have the capacity to develop after fusion with somatic cells. In order to have this ability, the development of the egg must proceed until the second stage of meiosis (the time when the egg is naturally ovulated in the body). For this purpose, the egg may be artificially cultured outside the body or through hormonal treatment. Develop.

회수된 난자는 체세포와 융합시키기 전 탈핵 과정을 거치게 되는데 주로 물리적인 방법을 이용하여 난자의 핵 (제2차 감수분열 중기판이 존재하는 부분의 세포질) 을 제거한다. 탈핵 과정을 거친 난자는 투명대와 난자 세포질 막 사이의 주란강에 체세포를 이식하거나 세포질내 직접 주입법에 의하여 핵이식을 수행하게 된다.The recovered eggs undergo denuclearization prior to fusion with the somatic cells, and are usually removed using a physical method to remove the nucleus of the egg (the cytoplasm of the second meiosis intermediate substrate). After denuclearization, the oocytes are transplanted by somatic cell transplantation into the egg cavity between the zona pellucida and the oocyte cytoplasmic membrane or by direct intracellular injection.

체세포 핵이식에 따른 염색체 손상 방지 및 이식 후 발생능 향상을 위하여 체세포 이식 전에 체세포의 세포주기를 G0기로 맞추는 작업을 수행한다. 그러나, 이 과정은 이식하는 체세포의 특성에 따라 생략할 수 있으며, 일부에서는 G2및 M 기의 세포도 정상적으로 발생이 가능하다고 보고되고 있다.In order to prevent chromosomal damage due to somatic cell nuclear transfer and to improve the developmental potential after transplantation, the cell cycle of somatic cells is adjusted to G0 group before somatic cell transplantation. However, this process can be omitted depending on the characteristics of the somatic cells to be transplanted, and in some cases, G2 and M cells have been reported to be normally generated.

체세포 공여핵을 탈핵 난자에 주입한 후 전기자극 등을 통해 물리적으로 융합을 시키며, 이후 체세포와 융합이 된 난자를 체세포 복제수정란이라고 부른다. 체세포 복제수정란이 생산된 후 가장 중요한 과정은 이식된 체세포 핵이 정자와 난자핵 접합에 의하여 생성된 핵과 동일한 능력과 기능을 가지고 난자의 세포질과 조화롭게 일련의 발생과정을 수행하는 것이다. 이러한 일련의 과정을 재프로그래밍 (reprogramming) 이라고 하며, 복제수정란의 최초 발생인 분할을 유도하는 과정을 활성화 (activation) 라고 한다. 활성화를 위하여 화학적이나 전기 자극 등을 이용하며, 분할 후 복제수정란의 정상적인 재프로그래밍을 유도하기 위하여 많은 연구가 진행되고 있다. 재프로그래밍이 순조롭게 이루어진 복제수정란의 경우 최초로 분화 (differentiation)가 일어나는 배반포기까지 체외에서 배양하며 이후 대리모 이식을 통하여 개체로 발생시킨다.After somatic cell donor nuclei are injected into denuclear eggs, they are physically fused through electrical stimulation, etc. Afterwards, fused cells with somatic cells are called somatic cell cloning embryos. After the production of somatic cell embryos, the most important process is that the transplanted somatic cell nucleus performs a series of developmental processes in harmony with the cytoplasm of the egg, with the same ability and function as the nucleus produced by sperm and oocyte nucleus conjugation. This series of processes is called reprogramming, and the process of inducing segmentation, which is the first occurrence of replication eggs, is called activation. Chemical or electrical stimulation is used for activation, and many studies have been conducted to induce normal reprogramming of cloned embryos after division. In the case of cloned fertilized eggs, which are reprogrammed smoothly, they are cultured in vitro until the blastocyst during differentiation (differentiation) for the first time.

현재 체세포 복제 기법의 효율을 증가시키는 일련의 연구가 진행중이다. 예컨대, 초기 배발생을 조절하는 유전자의 발현에 관한 연구, 수정란 재프로그래밍의 지표로 사용하는 메틸화 (methylation) 양상에 관한 연구, 전자현미경을 통한 세포소기관의 미세 구조의 이상에 관한 형태학적 연구, 배반포를 이루는 두 가지 세포층인 내세포괴 및 영양세포의 수와 비율에 관한 연구를 거쳐 도출된 실험 결과를 통하여 탈핵, 공여핵 세포의 종류와 체외배양, 융합, 활성화, 복제수정란의 체외배양 등의 최적화 조건을 설정하여 체세포 복제수정란 유래의 산자 생산 효율을 증가시키고자하고 있다.A series of studies are currently underway to increase the efficiency of somatic cloning techniques. For example, studies on the expression of genes regulating early embryonic development, studies on methylation patterns used as indicators of reprogramming of fertilized eggs, morphological studies on microstructure abnormalities of organelles through electron microscopy, blastocysts. Optimal conditions for denuclearization, donor cell types and in vitro culture, fusion, activation, and in vitro culture of cloned eggs through experimental results derived from studies on the number and ratio of inner cell mass and feeder cells By setting up to increase the production efficiency of somatic stem cells derived from fertilized eggs.

특히, 복제수정란 배발달 효율의 향상을 위한 연구에서, 부적합한 재프로그래밍이 복제수정란의 배발달 효율을 감소시키는 중요한 원인이 된다는 것이 보고되었다 (William MR., Kevin E., Rudolf J. Nuclear cloning and epigenetic reprogramming of the genome. Science 293:1093-1098(2001); Kang YK., Koo DB., Park JS., Choi YH., Ahung AS., Lee KK., Han YM. Aberrant methylation of donor genome in cloned bovine embryos. Nature Genetics 28:173-177(2001)). 또한, 체세포 핵이식 기술의 방법적 측면 뿐 아니라 체외배양 조건 등의 세포외적환경도 복제수정란의 배발달 지연을 감소시키는 데 중요한 요인이 된다는 연구 결과가 보고되고 있다 (Shin SJ., Lee BC., Park JI., Lim JM., Hwang WS. Theriogonology 55:1697-1704(2001)In particular, in studies to improve embryonic development, inadequate reprogramming has been reported to be an important factor in reducing embryonic developmental efficiency (William MR., Kevin E., Rudolf J. Nuclear cloning and epigenetic). reprogramming of the genome.Science 293: 1093-1098 (2001); Kang YK., Koo DB., Park JS., Choi YH., Ahung AS., Lee KK., Han YM.Aberrant methylation of donor genome in cloned bovine embryos.Nature Genetics 28: 173-177 (2001). In addition, it has been reported that not only the methodological aspects of somatic cell nuclear transfer technology but also the extracellular environment such as in vitro culture conditions are important factors in reducing the developmental delay of cloned embryos (Shin SJ., Lee BC., Park JI., Lim JM., Hwang WS.Theriogonology 55: 1697-1704 (2001)

한편, 배아 할구에서 아폽토시스의 발생은 수정란의 초기 배발생을 저하하는 주요한 요인이 된다 (Handyside AH., Hunter S. Cell division and death in the mouse blastocyst before implantation. Rouxs Arch Dev Biol 195:519-526(1986); Jurisicova A., Varmuza S., Casper RF. Programmed cell death and human embryo fragmentation.Mol Hum Reprod 2:101-106(1996); Jurisicova A., Varmuza S., Casper RF. Involvement of programmed cell death in preimplantation embryo demise. Hum Reprod Update 1:558-566(1995)).On the other hand, the incidence of apoptosis in embryonic blasts is a major factor in lowering early embryonic development of fertilized eggs (Handyside AH., Hunter S. Cell division and death in the mouse blastocyst before implantation. Rouxs Arch Dev Biol 195: 519-526 ( 1986); Jurisicova A., Varmuza S., Casper RF.Programmed cell death and human embryo fragmentation.Mol Hum Reprod 2: 101-106 (1996); Jurisicova A., Varmuza S., Casper RF.Involvement of programmed cell death in preimplantation embryo demise.Hum Reprod Update 1: 558-566 (1995)).

따라서, 세포 복제수정란의 경우에도 배아 할구에서 아폽토시스의 발생이 복제수정란의 초기 배발달율 저하의 주요 원인이라고 가정할 때, 복제수정란의 체외배양 시 아폽토시스 발생을 억제함으로써 배발달율을 향상시키는데 초점을 맞추어야 한다.Therefore, even in the case of cell embryos, apoptosis in embryonic blasts is assumed to be the main cause of lowering the early developmental rate of embryos. Therefore, the focus should be on improving embryo development rate by inhibiting apoptosis in vitro. .

예컨대, 이전의 연구에 따르면, 체외수정란의 경우 체외배양 시 아폽토시스를 억제하는 것으로 추정되는 산화질소 제거자 (nitric oxide scavenger) 또는 항산화제를 첨가하여 배양하였을 때 체외수정란의 발육율이 향상되었다 (Takahashi M., Keicho K., Takahashi H., Ogawa H., Schultz RM., Okano A. Theriogenology 54:137-145(2000);Lim and Hansel. Mol Reprod Dev 50:45-53(1998); Park SE., Chung HM., Ko JJ., Lee BC., Cha KY., Lim JM. Fertil Steril 74:996-1000(2000); Takahashi Y., First NL. Theriogenology 37:963-978(1992); de Matos DG., Furnus CC. Theriogenology 53:761-771(2000)).For example, according to previous studies, in vitro fertilization improved the development rate of in vitro fertilized eggs when incubated with nitric oxide scavenger or antioxidant, which is believed to inhibit apoptosis during in vitro culture (Takahashi). M., Keicho K., Takahashi H., Ogawa H., Schultz RM., Okano A. Theriogenology 54: 137-145 (2000); Lim and Hansel.Mol Reprod Dev 50: 45-53 (1998); Park SE , Chung HM., Ko JJ., Lee BC., Cha KY., Lim JM. Fertil Steril 74: 996-1000 (2000); Takahashi Y., First NL.Theriogenology 37: 963-978 (1992); de Matos DG., Furnus CC. Theriogenology 53: 761-771 (2000).

본 발명은 상기의 문제점을 해결하고 상기의 필요성에 의하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 배반포 부화률을 향상시키는 조성물을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems and has been devised by the above necessity, and an object of the present invention is to provide a composition for improving blastocyst hatching rate.

본 발명의 다른 목적은 배반포 부화률을 향상시키는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for improving blastocyst hatching rate.

본 발명의 다른 목적은 영양외배엽 분화를 향상시키는 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a composition for improving trophectoderm differentiation.

본 발명의 다른 목적은 영양외배엽 분화를 향상시키는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for enhancing trophectoderm differentiation.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 Dickkopf-1를 유효성분으로 포함하는 배반포 부화률 향상용 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a composition for improving blastocyst hatching rate comprising Dickkopf-1 as an active ingredient.

본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 배반포는 포유동물의 배반포인 것이 바람직하고, 돼지 배반포인 것이 더욱 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.In one embodiment of the present invention, the blastocyst is preferably a mammalian blastocyst, more preferably a pig blastocyst, but is not limited thereto.

본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 Dickkopf-1는 서열번호 1에 기재된 폴리펩타이드인 것이 바람직하나 본 발명이 목적하고 있는 효과를 나타내는 모든 Dickkopf-1 또는 그의 기능적 단편 및 변형체도 본 발명의 Dickkopf-1 범위에 포함된다.In one embodiment of the present invention, the Dickkopf-1 is preferably the polypeptide described in SEQ ID NO: 1, but all Dickkopf-1 or functional fragments and variants thereof exhibiting the desired effect of the present invention are also Dickkopf- of the present invention. It is included in 1 range.

또한 본 발명은 포유동물의 배아를 배양시키는 방법에 있어서, 상기 배양액에 Dickkopf-1를 첨가함으로써 단위발생란의 발달시 부화된 배반포 비율을 증가시키는 것을 특징으로 하는 포유동물의 배반포 부화률 향상을 위한 배양방법을 제공한다.In another aspect, the present invention is a method for culturing a mammal embryo, by adding Dickkopf-1 to the culture medium to increase the blastocyst hatching rate of the mammal, characterized in that to increase the rate of blastocyst hatching during development of unit embryos Provide a method.

본 발명의 상기 방법의 일 구체예에 있어서, 상기 Dickkopf-1는 24시간에서 48시간 처리하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.In one embodiment of the method of the present invention, the Dickkopf-1 is preferably 24 hours to 48 hours, but is not limited thereto.

또한 본 발명은 Dickkopf-1를 유효성분으로 포함하는 영양외배엽 분화 촉진용 조성물을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a composition for promoting trophectoderm differentiation comprising Dickkopf-1 as an active ingredient.

또한 본 발명은 포유동물의 배아를 배양시키는 방법에 있어서, 상기 배양액에 Dickkopf-1를 첨가함으로써 단위발생란의 발달시 부화된 배반포 비율을 증가시키는 것을 특징으로 하는 포유동물의 영양외배엽 분화 촉진을 위한 배양방법을 제공한다.In another aspect, the present invention is a method for culturing mammalian embryos, by adding Dickkopf-1 to the culture medium to increase the rate of blastocysts hatched during the development of unit embryos, culturing for promoting trophectoderm differentiation of mammals Provide a method.

이하 본 발명을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described.

본 발명자들은 돼지에서 착상전(preimplantation) 배반포의 초기 영양외배엽(trophectoderm; 이하 'TE'라 함) 분화 동안 Wnt 신호 경로의 잠재적인 역할을 조사하였다. 본 발명자들은 Wnt 신호전달이 배반포 부화에 직접 또는 간접적으로 영향을 미친다는 것을 밝혔다.We investigated the potential role of the Wnt signaling pathway during early trophectoderm differentiation of preimplantation blastocysts in pigs. We found that Wnt signaling directly or indirectly affects blastocyst hatching.

먼저 본 발명자들은 인 비트로 생성된 배반포 발달에서 각각 Wnt 신호전달 경로의 저해제 및 활성화제인 Dickkopf-1 (Dkk1) 및 lithium chloride (LiCl)의 효과를 측정하였다. 결과는 대조군과 비교하여 배양 배지에서 48 시간 동안 10 ng/ul Dkk1의 처리 동안 배반포 부화율이 현저하게 증가하였다(83.6±5.2 vs. 58.7±4.8%), 반면에 10 mM LiCl 공급 동안에는 현저하게 감소하였다(17.4±1.2 vs. 68.2±2.0%).First, the present inventors measured the effects of Dickkopf-1 (Dkk1) and lithium chloride (LiCl), inhibitors and activators of the Wnt signaling pathway, respectively, in the development of in vitro blastocysts. The results showed a significant increase in blastocyst hatching rate (83.6 ± 5.2 vs. 58.7 ± 4.8%) during the treatment of 10 ng / ul Dkk1 for 48 hours in the culture medium compared to the control, while significantly decreased during 10 mM LiCl feed. (17.4 ± 1.2 vs. 68.2 ± 2.0%).

또한 배반포 발달에서 Wnt 신호전달과 영양외배엽(TE) 분화 사이에 상관관계를 조사하기 위하여, 본 발명자들은 상실배 및 초기 배반포를 24시간 동안 Dkk1로 배양하였고, 배반포 부화율, 배반포 당 전체 세포 수 대비 TE 비율이 증가하는 것을 확인하였다. TE 세포 분화를 위하여 결정적인 역할을 가지는 CDX2 유전자의 mRNA 발현 레벨은 Dkk1 처리된 배반포에서 대조군 또는 LiCl 처리된 배반포에 비하여 높게 발현되었다. 종합적으로 본 발명자들은 Wnt 신호전달의 감소(down) 조절이 돼지에서 배반포의 발달 및 TE 분화를 촉진한다는 것을 알 수 있었다.In addition, to investigate the correlation between Wnt signaling and ectoderm differentiation (TE) differentiation in blastocyst development, we incubated the loss embryos and early blastocysts with Dkk1 for 24 hours, and the blastocyst hatching rate, total cell number per blastocyst It was confirmed that the ratio increased. The mRNA expression level of CDX2 gene, which plays a critical role for TE cell differentiation, was higher in Dkk1 treated blastocysts than in control or LiCl treated blastocysts. Overall, the inventors have found that down regulation of Wnt signaling promotes development of blastocysts and TE differentiation in pigs.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명자들은 NCSU23 배양 배지에 6일째부터 24시간 동안 여러 농도(0, 0.1, 1.0, 및 10 ng/㎕)에 원형질 및 핵 모두에 활성 β-catenin의 축적을 저해하는 저해제인 Dickkopf-1 (Dkk1)를 처리하였다. 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 배반포 부화율은 용량의존적으로 증가하였다. 대조군 및 10 ng/㎕ Dkk1 처리 군(4.8±4.2 vs. 26.2±6.0%) 사이에 배반포 부화율은 현저한 차이가 있었다. 배반포 부화율과 대조적으로 배반포 확장률은 대조군 처리 군에 비하여 10 ng/㎕ Dkk1 처리 군에서 현저하게 감소하였다(57.1±8.7 vs. 76.2±6.8%).We used Dickkopf-1 (Dkk1), an inhibitor that inhibits the accumulation of active β-catenin in both plasma and nuclei at different concentrations (0, 0.1, 1.0, and 10 ng / μl) in NCSU23 culture medium from day 6 to 24 hours. ). As can be seen from Table 2, blastocyst hatching rate increased dose-dependently. There was a significant difference in blastocyst hatching rates between the control group and the 10 ng / μl Dkk1 treated group (4.8 ± 4.2 vs. 26.2 ± 6.0%). In contrast to blastocyst hatching rate, blastocyst expansion rate was significantly decreased in the 10 ng / μl Dkk1 treatment group (57.1 ± 8.7 vs. 76.2 ± 6.8%) compared to the control treatment group.

Figure 112010050432357-pat00001
Figure 112010050432357-pat00001

표 2는 NCSU23 배지에서 여러 농도에서 6일째부터 24시간 후에 돼지 배반포의 부화능력에 대한 Dickkopf-1 (Dkk1)의 효과를 나타낸 표이다.Table 2 shows the effect of Dickkopf-1 (Dkk1) on the hatching capacity of pig blastocysts after 24 hours from day 6 at various concentrations in NCSU23 medium.

배반포의 부화에 대한 그 효과를 확인하기 위하여, 본 발명자들은 대조군 및 10 ng/㎕ Dkk1 처리 군 사이에 배반포 부화율을 측정하였다. 6일째 배반포를 Dkk1의 존재 또는 부재 하에서 24시간 및 48시간 동안 연속적으로 배양하였다. 결과는 Dkk1 처리한 군에서 배반포 부화률은 대조군보다 현저하게 높았다는 것을 나타내었다(58.7±8.0 vs. 83.6±5.5%; 도 1a, b). In order to confirm its effect on the incubation of blastocysts, we measured the blastocyst hatching rate between the control and 10 ng / μl Dkk1 treatment groups. On day 6 blastocysts were cultured continuously for 24 and 48 hours in the presence or absence of Dkk1. The results showed that the blastocyst hatching rate was significantly higher in the Dkk1 treated group than in the control group (58.7 ± 8.0 vs. 83.6 ± 5.5%; FIGS. 1A, b).

특히 레벨 차이는 Dkk1 처리 후 24시간 동안 급격하게 증가하였지만, 24 시간에서 48 시간 사이에서도 비교적으로 일정하게 유지하였다(도 1a). 이들 결과들은 Dkk1 처리가 배반포를 부화의 과정으로 조기 진입을 촉진하거나 유도하는 것을 나타낸다.In particular, the level difference increased rapidly during 24 hours after Dkk1 treatment, but remained relatively constant between 24 hours and 48 hours (FIG. 1A). These results indicate that Dkk1 treatment promotes or induces early entry into the process of hatching blastocysts.

체외 수정 돼지 배반포의 부화 능력에 대한 LiCl의 효과를 확인하기 위하여, NCSU23 배양 배지에 6일째부터 24시간 동안 여러 농도의 LiCl(0, 0.01, 0.1, 1, 및 10 mM)를 처리하였다. 표 3에서 알 수 있는 바와 같이, LiCl의 존재하에서 배양된 배반포 부화율은 용량의존적으로 현저하게 감소하였다. 배양배지에 10mM LiCl 보충의 농도에서, 다른 군들에 비하여 현저하게 낮은 배반포 부화율을 나타내었다(3.1±2.5%)To determine the effect of LiCl on the hatching ability of in vitro fertilized pig blastocysts, NCSU23 culture medium was treated with various concentrations of LiCl (0, 0.01, 0.1, 1, and 10 mM) for 24 hours from day 6. As can be seen from Table 3, the blastocyst hatching rate cultured in the presence of LiCl significantly decreased dose-dependently. At the concentration of 10 mM LiCl supplementation in the culture medium, the blastocyst hatching rate was significantly lower than that of the other groups (3.1 ± 2.5%).

비율(n)Ratio (n) ConcentrationConcentration 배반포 수Blastocyst count 확장된 배반포
Extended blastocyst
부화된 배반포Hatched blastocyst
대조군Control group 3232 34.4±2.2a (11)34.4 ± 2.2 a (11) 56.3±5.0a (18)56.3 ± 5.0 a (18) 0.01 mM0.01 mM 3333 48.5±5.2a (16)48.5 ± 5.2 a (16) 36.4±5.4a (12)36.4 ± 5.4 a (12) 0.1 mM0.1 mM 3232 46.9±8.5ac (15)46.9 ± 8.5 ac (15) 28.1±3.3ac (9)28.1 ± 3.3 ac (9) 1.0 mM1.0 mM 3434 61.8±8.0bc (21)61.8 ± 8.0 bc (21) 11.8±7.3bc (4)11.8 ± 7.3 bc (4) 10 mM10 mM 3232 62.5±11.1bc (20)62.5 ± 11.1 bc (20) 3.1±2.5b (1)3.1 ± 2.5 b (1)

표 3은 NCSU23 배지에서 여러 농도에서 6일째부터 24시간 후에 돼지 배반포의 부화 능력에 대한 LiCl의 효과를 나타낸 표이다.Table 3 is a table showing the effect of LiCl on the hatching ability of pig blastocyst after 24 hours from day 6 at various concentrations in NCSU23 medium.

표에서 동일 컬럼 내의 다른 윗첨자인 a,b,c 값은 유의하게 다르다(P<0.05).The other superscripts in the table, a, b, and c, are significantly different ( P <0.05).

본 발명자들은 6일째부터 48시간 LiCl의 존재하에서 배반포를 배양하였다. 도 2a에서 알 수 있는 바와 같이, 전체 배반포 부화율은 48시간 후 용량의존적으로 여전하게 현저한 차이가 있었다(도 2a). 대조군과 비교하여, 가장 낮은 배반포 부화율은 10 mM LiCl에서 현저하였다(65.6±9.9 vs. 15.2±7.3%). We incubated blastocysts in the presence of LiCl for 48 hours from day 6. As can be seen in Figure 2a, the overall blastocyst hatching rate was still markedly different in a dose-dependent manner after 48 hours (Figure 2a). Compared to the control, the lowest blastocyst hatching rate was significant at 10 mM LiCl (65.6 ± 9.9 vs. 15.2 ± 7.3%).

본 발명자들은 돼지 배반포의 부화 전후에서 포유류의 세 가지 종류의 Dvl 단백질 중 하나인 Dvl3 단백질의 세포내 위치를 조사하기 위하여 공초점 현미경을 사용하였다. 본 발명자들은 Dvl3 단백질은 부화전 확장된 배반포에서는 핵에 위치한 것을 관찰하였다. 흥미롭게도 부화 후, 핵에서 Dvl3 단백질은 사라졌다(도 3). Dvl3의 세포 내 위치의 큰 변화는 전형적 Wnt 신호전달의 레벨이 돼지 배반포에서 부화 후에 감소한다는 것을 나타낸다. We used confocal microscopy to investigate the intracellular location of the Dvl3 protein, one of three mammalian Dvl proteins, before and after hatching of porcine blastocysts. We observed that Dvl3 protein was located in the nucleus in expanded blastocysts before hatching. Interestingly, after incubation, the Dvl3 protein disappeared from the nucleus (FIG. 3). Large changes in intracellular location of Dvl3 indicate that levels of typical Wnt signaling decrease after hatching in porcine blastocysts.

Wnt 신호의 자극에 대해서, 자유 활성화 베타-catenin의 증가된 원형질 수준은 안정화되고 그 후에 Wnt 신호의 목적 유전자를 활성화하기 위하여 핵으로 이동한다. 본 발명자들은 면역형광에 의한 확장 및 부화된 배반포에서 베타-catenin의 세포내 위치를 평가하였다. Dvl3의 핵 이동와 유사하게, 베타-catenin은 확장된 배반포의 핵에서 강하게 발현되지만 부화 후에 그들은 사라지는 것을 관찰하였다(도 4). For stimulation of Wnt signaling, increased plasma levels of free activating beta-catenin are stabilized and then migrated to the nucleus to activate the target gene of Wnt signaling. We evaluated the intracellular location of beta-catenin in dilated and hatched blastocysts by immunofluorescence. Similar to the nuclear migration of Dvl3, beta-catenin was strongly expressed in the nucleus of expanded blastocysts but they disappeared after incubation (FIG. 4).

따라서 이들 결과는 전형적 Wnt 신호전달은 배반포 부화 후에 활성화되지 아니하고 Wnt 신호전달은 인 비트로에서 배반포 부화의 조절과 관련될 수 있다는 것을 강하게 나타낸다. These results thus strongly indicate that typical Wnt signaling is not activated after blastocyst hatching and Wnt signaling may be related to the regulation of blastocyst hatching in vitro.

또한 Wnt 신호전달의 조절이 돼지에서 배반포 부화율에 영향을 미치는 원인을 조사하기 위하여, 본 발명자들은 TE 분화 및 배반포 형성에 결정적인 역할을 하는 CDX2 mRNA의 발현 레벨을 6일째부터 48시간 동안 배양 배지에 Dkk1 또는 LiCl를 가지고 인 비트로 배양된 배반포 각 군에서 조사하였다(Barcroft LC, Hay-Schmidt A, Caveney A, Gilfoyle E, Overstrom EW, Hyttel P, Watson AJ. 1998. Journal of reproduction and fertility 114(2):327-339; Watson AJ, Barcroft LC. 2001. Regulation of blastocyst formation. Front Biosci 6:D708-730.Weitzman JB. 2005. Journal of biology 4(1):1). In addition, in order to investigate the cause of the regulation of Wnt signaling on the blastocyst hatching rate in pigs, we determined the expression level of CDX2 mRNA, which plays a decisive role in TE differentiation and blastocyst formation, in Dkk1 in culture medium from day 6 for 48 hours. Or in each group of blastocysts cultured in vitro with LiCl (Barcroft LC, Hay-Schmidt A, Caveney A, Gilfoyle E, Overstrom EW, Hyttel P, Watson AJ. 1998. Journal of reproduction and fertility 114 (2): 327-339; Watson AJ, Barcroft LC. 2001. Regulation of blastocyst formation.Front Biosci 6: D708-730. Weitzman JB. 2005. Journal of biology 4 (1): 1).

RT-PCR를 사용하여, 본 발명자들은 Dkk1 처리 군에서 CDX2 mRNA의 발현 레벨은 대조군 및 LiCl 처리 군에 비하여 상대적으로 높은 것을 관찰하였고(도 6B), 이것은 배반포 발달에서 Wnt 신호전달 경로 및 TE 분화 사이에 관계가 있다는 것을 나타낸다.Using RT-PCR, we observed that the expression level of CDX2 mRNA in the Dkk1 treated group was relatively high as compared to the control and LiCl treated groups (FIG. 6B), which was between Wnt signaling pathway and TE differentiation in blastocyst development. Indicates that there is a relationship.

또한 Wnt 신호전달이 초기 배반포 발달에 영향을 미치는지를 조사하기 위하여, 본 발명자들은 5일째부터 24시간 동안 상실배(morula) 단계에서 배양 배지에 Dkk1 또는 LiCl를 가지는 초기 배반포 및 상실배에 처리하였고 7일째까지 추가적인 처리 없이 신선한 배지로 옮겼다. 결과들은 Dkk1 처리된 배반포는 대조군과 비교하여 현저하게 더 부화되었고 배반포 당 더 많은 전체 세포수를 포함하였다(도 5a, b). 반대로, LiCl 처리된 배반포는 대조군과 비교하여 현저하게 더 낮은 부화률을 가지고 배반포 당 더 적은 전체 세포수를 포함하였다(도 5a, b). 이와 함께, Dkk1 처리된 배반포는 대조군 및 LiCl 처리된 배반포와 비교하여 더 높은 TE 세포 대 ICM의 비율을 나타내었다(도 6A).In addition, to investigate whether Wnt signaling affects early blastocyst development, we treated initial blastocysts and loss embryos with Dkk1 or LiCl in the culture medium at the morula stage for 24 hours from day 5 and 7 Transfer to fresh medium without further treatment by day. The results showed that Dkk1 treated blastocysts were significantly more hatched compared to the control and contained more total cell numbers per blastocyst (FIG. 5A, B). In contrast, LiCl treated blastocysts had significantly lower hatching rates compared to controls and contained less total cell numbers per blastocyst (FIG. 5A, B). In addition, Dkk1 treated blastocysts showed a higher ratio of TE cells to ICM compared to control and LiCl treated blastocysts (FIG. 6A).

이들 데이터들은 Wnt 신호전달이 돼지 배반포 형성에서 TE 분화에 영향을 준다는 것을 강하게 나타낸다.
These data indicate that Wnt signaling affects TE differentiation in porcine blastocyst formation. Affect Give strong.

본 발명을 통해서 알 수 있는 바와 같이, Dickkopf-1 (Dkk1)는 돼지 배반포 부화률 및 TE 분화를 증가한다는 것을 알 수 있다. As can be seen from the present invention, it can be seen that Dickkopf-1 (Dkk1) increases porcine blastocyst hatching rate and TE differentiation.

도 1은 돼지 배반포의 부화 능력에 대한 Dkk1의 효과를 나타내는 그림. 1a: NCSU23 배지에서 10 ng/㎕ Dkk1의 부재 또는 존재하에서 6일째부터 24시간 및 48시간 후에 배반포 부화율을 나타내고, 1b의 B-1 및 B-2는 처리 후 48시간에서 돼지 배반포의 사진으로 확대는 200×.
도 2는 돼지 배반포의 부화 능력에 대한 LiCl의 효과를 나타내는 그림. 2a: NCSU23 배지에서 10 mM LiCl의 부재 또는 존재하에서 6일째부터 24시간 및 48시간 후에 배반포 부화률을 나타내고, 2b의 B-1에서 B-5는 처리 후 48시간에서 돼지 배반포의 사진으로 확대는 200×.
도 3은 부화 전 후에 Dvl3로 돼지 배반포의 면역형광을 나타낸 그림으로, 패널 A: 확장된 배반포, 패널 B: 부화된 배반포, 패널 C: 1차 항체 없는 음성 대조군 그린: 항-Dvl3 FITC-부착된 염색, 레드: PI 핵 염색, 황색: 머지.
도 4는 돼지 배반포에서 부화 전 후에 β-catenin의 면역형광분석을 나타낸 그림으로 도 4의 A, B, C는 부화전 확장된 배반포에서 β-catenin의 면역염색을, 4의 D, E, F는 확장후 부화된 배반포에서 β-catenin의 면역염색을 각각 나타낸다( 도 4의 G, H, I는 대조군을 나타냄). 그린: 항-Dvl3 FITC-부착된 염색, 레드: PI 핵 염색.
도 5는 돼지 배반포 발달에서 Wnt 신호전달 조절에 따른 부화율 및 총세포수의 변화를 나타낸 그림으로, 5a는 각 실험군의 발달후 모습을 나타내고, 5b는 각 실험군별 배반포의 부화율의 변화를 대조한 바 그래프, 5c는 각 실험군별 처리후 전체 세포 수의 변화를 대조한 바 그래프이다.
도 6은 돼지 배반포 발달에서 Wnt 신호전달과 TE 분화의 상관관계를 나타낸 그림 6A는 배반포당 총세포수 대비 TE 비율을 나타내고, 6B는 TE 특이적인 유전자인 CDX2 mRNA의 발현 비율을 대조한 RT-PCR 결과를 나타낸다. 또한, 6C는 대조군, 6D는 Dkk1 처리군, 6E는 LiCl 처리군의 ICM(밝은 파란색)과 TE(분홍색)를 분류하여 염색한 그림을 나타낸다.
1 shows the effect of Dkk1 on the hatching ability of porcine blastocysts. 1a shows blastocyst hatching rate after 24 and 48 hours from day 6 in the absence or presence of 10 ng / μl Dkk1 in NCSU23 medium, B-1 and B-2 of 1b expanded to photograph of porcine blastocyst at 48 hours after treatment Is 200 ×.
Figure 2 shows the effect of LiCl on the hatching ability of porcine blastocysts. 2a shows blastocyst hatching rate 24 hours and 48 hours after 6 days in the absence or presence of 10 mM LiCl in NCSU23 medium, and B-1 to B-5 of 2b were enlarged to photograph of porcine blastocyst at 48 hours after treatment. 200 ×.
Figure 3 shows immunofluorescence of porcine blastocysts with Dvl3 before and after incubation, with panel A: expanded blastocyst, panel B: hatched blastocyst, panel C: negative control without primary antibody Green: anti-Dvl3 FITC-attached Dyed, Red: PI Nuclear Dyed, Yellow: Merge.
4 is a diagram showing the immunofluorescence of β-catenin before and after hatching in porcine blastocysts. A, B, and C of FIG. 4 show immunostaining of β-catenin in expanded blastocysts before hatching. Represents immunostaining of β-catenin in hatched blastocysts after expansion (G, H, I in FIG. 4 represent controls). Green: anti-Dvl3 FITC-attached stain, red: PI nuclear stain.
5 is a diagram showing the change in incubation rate and total cell number according to the Wnt signaling control in the development of porcine blastocysts, 5a shows the post-development of each experimental group, 5b contrasted the change in hatching rate of blastocysts for each experimental group 5c is a bar graph comparing the change in total cell number after treatment of each experimental group.
FIG. 6 shows the correlation between Wnt signaling and TE differentiation in porcine blastocyst development. FIG. 6A shows the TE ratio to the total number of cells per blastocyst, and 6B shows the expression ratio of CDX2 mRNA, a TE-specific gene. Results are shown. In addition, 6C is a control group, 6D is a Dkk1 treatment group, 6E is a group stained by classifying the ICM (light blue) and TE (pink) of the LiCl treatment group.

이하 비한정적인 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 기재한 것으로서 본 발명의 범위는 하기 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되지 아니한다.The present invention will now be described in more detail by way of non-limiting examples. However, the following examples are described for the purpose of illustrating the present invention and the scope of the present invention is not to be construed as being limited by the following examples.

실시예Example 1: 난자 획득( 1: oocyte acquisition OocytesOocytes retrievalretrieval )과 인 비트로 성숙() And in vitro maturity ( inin vitrovitro maturationmaturation ; ; IVMIVM ))

사춘기 전(Prepubertal) 돼지 난소를 도살장으로부터 수집하여서 실험실로 이동하여 식염수에 30~37.8℃에서 유지하였다. 난구세포 난자 복합체(Cumulus oocyte complexes;COCs)를 18G 니들을 가지는 10ml 주사기를 사용하여 여포(2~6mm 직경)로부터 흡입하였다. 그 COCs를 1 mg/ml BSA (저 카르보네이트 TALP; (Parrish et al. 1988))를 포함하는 TL-HEPES 배지로 3회 세척하고 25mM NaHCO3, 10% (v/v) porcine follicular fluid, 0.57 mM cysteine, 0.22 ㎍/ml sodium pyruvate, 25 ㎍/ml gentamicin sulfate, 0.5 ㎍/ml p-FSH (Folltropin V; Vetrepharm, Ont., Canada), 1 ㎍/ml estradiol-17b, 및 10 ng/ml epidermal growth factor (EGF)가 보충된 Earle's salts (TCM-199; Gibco BRL, Grand Island, NY)을 가지는 500ml의Tissue Culture Medium 199의 50군에서 5% CO2 조건하에서 42~44 시간 광유 하에서 성숙시켰다(Gupta MK, Uhm SJ, Lee HT. 2008a. Animal reproduction science 108(1-2):107-121 참조)Prepubertal pig ovaries were collected from the slaughterhouse and transferred to the laboratory and kept in saline at 30-37.8 ° C. Cumulus oocyte complexes (COCs) were aspirated from follicles (2-6 mm diameter) using a 10 ml syringe with 18 G needles. The COCs were washed three times with TL-HEPES medium containing 1 mg / ml BSA (low carbonate TALP; (Parrish et al. 1988)), 25 mM NaHCO 3 , 10% (v / v) porcine follicular fluid, 0.57 mM cysteine, 0.22 μg / ml sodium pyruvate, 25 μg / ml gentamicin sulfate, 0.5 μg / ml p-FSH (Folltropin V; Vetrepharm, Ont., Canada), 1 μg / ml estradiol-17b, and 10 ng / ml In 50 groups of 500 ml Tissue Culture Medium 199 with Earle's salts (TCM-199; Gibco BRL, Grand Island, NY) supplemented with epidermal growth factor (EGF), matured under mineral oil for 42-44 hours under 5% CO 2 conditions. (See Gupta MK, Uhm SJ, Lee HT. 2008a.Animal reproduction science 108 (1-2): 107-121.)

실시예Example 2: 체외 수정( 2: in vitro fertilization ( InIn vitrovitro FertilizationFertilization ;; IVFIVF ))

성숙된 난자의 인 비트로 수정은 Gupta MK, Uhm SJ, Lee HT. 2007b. Theriogenology 67(2):238-248.에 기재된 것과 같이 수행하였다. 요약하면 난모세포들을 1mM 카페인 소디움 벤조에이트 및 0.1% BSA를 함유하는 수정 배지(변형된 Tris-버퍼 배지)로 3회 세척하고, 50㎕의 수정 배지 당 10에서 15 난모세포들의 군으로 놓았다. 돼지 고환을 도살장으로부터 모아서 실험실로 가져와서 75 μg/ml penicillin G와 50 μg/ml streptomycin sulfate가 보충된 0.9%(w/v)식염수에서 30에서 35.8℃에 서 보관하였다. 정자를 미부 부고환으로부터 TL-HEPES에 회수하여 800rpm에서 5분간 원심분리하여 펠렛화하였다. 그 후 부드러운 펠렛을 Sp-TALP 배지에서 10분간 스윔-업을 수행하였다. 그 상등액을 모아서 800rpm에서 5분간 원심분리하여 2회 세척하였다. 세척 과정의 말기에 정자 펠렛을 수정 배지에서 재부유하고 5×105정자/ml의 최종 정자 농도를 얻기 위하여 수정 드로프렛에 첨가하였다. 정자 및 난모세포들은 추가 배양을 위한 인 비트로 배양 배지로 옮기기 전에 39.8℃, 5% CO2 습도 환경에서 6시간 동안 동시배양하였다.In vitro fertilization of mature eggs was performed by Gupta MK, Uhm SJ, Lee HT. 2007b. Theriogenology 67 (2): 238-248. In summary, oocytes were washed three times with modified medium containing 1 mM caffeine sodium benzoate and 0.1% BSA (modified Tris-buffer medium) and placed in groups of 10 to 15 oocytes per 50 μl of modified medium. Pig testicles were collected from the slaughterhouse and brought to the laboratory and stored at 30 to 35.8 ° C. in 0.9% (w / v) saline supplemented with 75 μg / ml penicillin G and 50 μg / ml streptomycin sulfate. Spermatozoa were recovered from the myoblastomas in TL-HEPES and centrifuged at 800 rpm for 5 minutes to pelletize. The soft pellets were then subjected to a swim-up in Sp-TALP medium for 10 minutes. The supernatant was collected and washed twice by centrifugation at 800 rpm for 5 minutes. At the end of the washing process, sperm pellets were resuspended in fertilization medium and added to the fertilization droplet to obtain a final sperm concentration of 5 × 10 5 sperm / ml. Sperm and oocytes were co-cultured for 6 hours in a 39.8 ° C., 5% CO 2 humidity environment prior to transfer to incubation medium in vitro for further culture.

실시예Example 3: 체외 배양( 3: in vitro culture ( InIn vitrovitro cultureculture ofof embryosembryos ;; IVCIVC ))

돼지 배아를 0.4% BSA가 보충된 NCSU23 배지에서 5일간 배양하고, 10% (v/v) FBS가 보충된 NCSU23 배지에서 2일간 추가 배양하였다(Gupta MK, Uhm SJ, Lee SH, Lee HT. 2008b. Molecular reproduction and development 75(4):588-597 참조).Porcine embryos were cultured in NCSU23 medium supplemented with 0.4% BSA for 5 days and further cultured in NCSU23 medium supplemented with 10% (v / v) FBS for 2 days (Gupta MK, Uhm SJ, Lee SH, Lee HT. 2008b Molecular reproduction and development 75 (4): 588-597).

배양 배지의 처리는 Dickkopf-1 (R&D systems, Minneapolis, MN) 및 lithium chloride (Sigma)를 5일째 24시간 그리고 6일 날에 24시간 및 48시간 동안 처리하였다. 배반포를 Hoechst 33342 염색, 분화 면역염색, RT-PCR 및 면역조직화학에 의한 유전자 발현 및 부화률, 전체 세포수, TE/ICM 비율의 분석을 위하여 7일 및 8일에 수집하였다.Treatment of the culture medium was treated with Dickkopf-1 (R & D systems, Minneapolis, MN) and lithium chloride (Sigma) for 24 hours and 24 hours on day 5 and day 6. The blastocysts were collected on days 7 and 8 for Hoechst 33342 staining, differential immunostaining, RT-PCR and immunohistochemistry for analysis of gene expression and incubation rate, total cell number, and TE / ICM ratio.

실시예Example 4:  4: 역전사효소Reverse transcriptase -중합효소 연쇄반응(- Polymerase chain reaction RTRT -- PCRPCR ))

RT-PCR 분석을 위해서, 프라이머를 Genebank로부터 각각의 유전자의 서열에 대하여 고안하였다(표 1). PCR을 제조업자의 지시에 따라서 PCR Premix (AccuPower PCR Premix, Bioneer, Korea)를 사용하여 전체 20 ㎕ 부피에서 수행하였다. 초기 변성은 94℃에서 5분간 수행하고 35 주기의 PCR 증폭이 수반되었다. 증폭 프로파일은 하기 3단계로 구성되었다: 94℃에서 30 초 변성, 사용된 프라이머 쌍에 따라 56~60℃에서 30초 어닐링(표 1), 72℃에서 30초 확장. 35 증폭 사이클 후에 그 샘플을 완전한 가닥 확장을 수반하기 위해서 72℃에서 7분간 유지한 후 특정 PCR 산물을 1 % 아가로스에서 서브-마린 호리즌탈 젤 전기영동의 명확한 EtBr-염색 밴드에 의하여 동정하였다.For RT-PCR analysis, primers were designed for the sequence of each gene from Genebank (Table 1). PCR was performed in a total 20 μl volume using PCR Premix (AccuPower PCR Premix, Bioneer, Korea) according to the manufacturer's instructions. Initial denaturation was performed at 94 ° C. for 5 minutes followed by 35 cycles of PCR amplification. The amplification profile consisted of three steps: 30 seconds denaturation at 94 ° C., 30 seconds annealing at 56-60 ° C. (Table 1), 30 seconds extension at 72 ° C., depending on the primer pair used. After 35 amplification cycles, the samples were held at 72 ° C. for 7 minutes to involve full strand expansion and then specific PCR products were identified by clear EtBr-staining bands of sub-marine horizonal gel electrophoresis at 1% agarose. .

GeneGene GenBankGenBank Primer sequencesPrimer sequences Product size (bp)Product size (bp) Annealing temp. (℃)Annealing temp. (° C) CDX2CDX2 EU137688EU137688 Forward: 5'-GTCACCAGAGCTTCTCTGGG-3'
Reverse: 5'-AGACCAACAACCCAAACAGC-3'
Forward: 5'-GTCACCAGAGCTTCTCTGGG-3 '
Reverse: 5'-AGACCAACAACCCAAACAGC-3 '
144144 6262
H2AH2A BF703857.1BF703857.1 Forward: 5'- TGTCGTTGTCATGTCTGGTC-3'
Reverse: 5'- CAACAGCTTGTTCAGCTCCT-3'
Forward: 5'- TGTCGTTGTCATGTCTGGTC-3 '
Reverse: 5'- CAACAGCTTGTTCAGCTCCT-3 '
304304 5757

표 1은 RT-PCR 프라이머를 나타낸다.Table 1 shows the RT-PCR primers.

실시예Example 5: 핵 수의 분석을 위한  5: for the analysis of nuclear numbers 배반포의Blastocyst 형광 염색 Fluorescent dyeing

배반포의 저네 핵 수를 계수하기 위한 핵 염색은 Gupta MK, Uhm SJ, Han DW, Lee HT. 2007a. Molecular reproduction and development 74(4):435-444에 기재된 방법과 같이 수행되었다.Nuclear staining for counting the number of neutrophils in blastocysts is described by Gupta MK, Uhm SJ, Han DW, Lee HT. 2007a. Molecular reproduction and development was performed as described in 74 (4): 435-444.

요약하면 각 배반포를 2% formalin 및 0.25% gluteraldehyde를 포함하는 고정 용액에서 5분간 고정하고, 유리 슬라이드에 올린 후 글리세롤 기반한 Hoechst 33342 (12.5 ㎍/ml) 염색 용액에서 10분간 염색하였다. 청색 필터 (excitation: 330-385 nm; emission: 420 nm; dichromatic: 400 nm)를 가지는 epifluorescent 현미경(Olympus, Tokyo, Japan)의 UV 조사 하에서 푸른빛을 나타내는 염색된 핵의 전체 수는 각 개별 배반포에 대해 계수되고 디지털 이미지들(Nikon Coolpix 990; Nikon Corporation, Tokyo, Japan)을 촬영하였다.In summary, each blastocyst was fixed for 5 minutes in a fixed solution containing 2% formalin and 0.25% gluteraldehyde, placed on a glass slide, and stained for 10 minutes in a glycerol-based Hoechst 33342 (12.5 μg / ml) staining solution. Under UV irradiation with an epifluorescent microscope (Olympus, Tokyo, Japan) with a blue filter (excitation: 330-385 nm; emission: 420 nm; dichromatic: 400 nm), the total number of stained nuclei showing azure color was applied to each individual blastocyst. And digital images (Nikon Coolpix 990; Nikon Corporation, Tokyo, Japan) were taken.

실시예Example 6:  6: 면역형광Immunofluorescence

면역형광을 위해서, 배아들을 짧게 추출전 용액(130mM KCl, 25mM HEPES (H6147, pH 6.9), 3mM MgCl2 및 0.06% Triton X-100)에 노출하고 4% paraformaldehyde (PFA) 및 0.5% Triton X-100을 포함하는 PBS에서 고정과 침투를 수반하였다. 그 후 그들을 PBS 0.2% Tween-20 (PBST) 내의 2% bovine serum albumin (BSA) 및 2% 탈지분유로 4℃에서 오버나잇 불럭을 하고 토끼 다클론 항-Dvl3 항체(1:50; Cell signaling Technology, Inc., USA) 및 토끼 다클론 β-catenin 항체(1:50; Abcam, USA)로 배양하였다. 결합된 1차 항체를 FITC-부착된 항-토끼 IgG 2차 항체(1:250; Molecular Probes, Leiden, The Netherlands)로 국소화하였다. For immunofluorescence, embryos were briefly exposed to pre-extraction solution (130 mM KCl, 25 mM HEPES (H6147, pH 6.9), 3 mM MgCl 2 and 0.06% Triton X-100) and 4% paraformaldehyde (PFA) and 0.5% Triton X-100 Involved fixation and infiltration in PBS containing. They were then overnight at 4 ° C. with 2% bovine serum albumin (BSA) and 2% skim milk powder in PBS 0.2% Tween-20 (PBST), followed by rabbit polyclonal anti-Dvl3 antibody (1:50; Cell signaling Technology). , Inc., USA) and rabbit polyclonal β-catenin antibody (1:50; Abcam, USA). Bound primary antibody was localized with FITC-attached anti-rabbit IgG secondary antibody (1: 250; Molecular Probes, Leiden, The Netherlands).

그 후 배아들을 핵 형광단인 propidium iodide (200 ㎍/ml)으로 15분간 카운터 염색하고 10 ㎕ antifade 마운팅 배지(FluoroGuardTM, BIORAD,CA)의 슬라이드 상에 마운팅하였다. 면역형광 레이블링은 공초점 레이져 스캐닝 현미경(FLUOVIEW FV1000-ASWv1.5, Tokyo, Japan) 필터를 가지는 epifluorescent 현미경(Olympus, Olympus Corporation., Tokyo, Japan)으로 633nm에서 분석하였다. Embryos were then counterstained for 15 minutes with propidium iodide (200 μg / ml), a nuclear fluorophore, and mounted on slides of 10 μl antifade mounting medium (FluoroGuard , BIORAD, CA). Immunofluorescence labeling was analyzed at 633 nm with an epifluorescent microscope (Olympus, Olympus Corporation., Tokyo, Japan) with a confocal laser scanning microscope (FLUOVIEW FV1000-ASWv1.5, Tokyo, Japan) filter.

실험은 5~8 배아에 대해서 각 복제로 3회 반복하였다. 음성 대조군은 1차 항체를 생략하여서 수행하였고 모든 경우에 표지가 되지 않았다. The experiment was repeated three times with each replicate for 5-8 embryos. Negative controls were performed by omitting the primary antibody and in all cases were unlabeled.

실시예Example 7: 7: TETE 률 분석을 위한 감별 Discrimination for Rate Analysis 면역염색Immunodiffusion

ICM 률 분석을 위해서, Kim NH, Uhm SJ, Ju JY, Lee HT, Chung KS. 1997. Zygote (Cambridge, England) 5(4):365-370에 기재된 것을 일부 변형하여, 7일 및 8일에 배반포를 ICM 및 TE를 위하여 감별적으로 면역염색하였다. For ICM rate analysis, Kim NH, Uhm SJ, Ju JY, Lee HT, Chung KS. 1997. Some modifications to those described in Zygote (Cambridge, England) 5 (4): 365-370, blastocysts were differentially immunostained for ICM and TE on days 7 and 8.

요약하면, 배반포를 0.5% pronase를 처리하여서 그들의 죠나 펠루시다로부터 제거하여서 0.1% PVP를 포함하는 TL-HEPES 배지로 세척하였다. 그 후에 죠나 펠루시다 없는 배아를 1:5 희석의 토끼 항-돼지 전체 혈청에 1시간 동안 노출하였다. 그 ㅎ후 그들을 5분간 3회 세척하고 10 ㎍/ml propidium iodide (PI) 및 10 ㎍/ml bisbenzimide를 함유한 1:10 희석의 귀니아 피그 컴플리먼트에 1시간 동안 노출하였다. 간단하게 세척 후, 그 염색된 배아를 글래스 슬라이드에 옮기고 epifluorescent 현미경을 사용하여 UV 하에서 조사하였다. 청색 및 적색 세포를 각각 ICM 및 TE로부터 온 세포로 계수하고 TE 률을 적색 세포의 수/청색 및 적색 세포의 총수 X100으로 계산하였다.In summary, blastocysts were removed from their zonal pelucida with 0.5% pronase and washed with TL-HEPES medium containing 0.1% PVP. The Jonah Felucida-free embryos were then exposed to whole rabbit anti-pig serum at 1: 5 dilution for 1 hour. They were then washed three times for 5 minutes and exposed to 1:10 dilution of Guinea Pig Complement containing 10 μg / ml propidium iodide (PI) and 10 μg / ml bisbenzimide for 1 hour. After a brief wash, the stained embryos were transferred to glass slides and examined under UV using an epifluorescent microscope. Blue and red cells were counted as cells from ICM and TE, respectively, and the TE rate was calculated as the number of red cells / blue and the total number of red cells X100.

상기 모든 실시예들의 모든 실험은 최소 4회 이상 반복되었으며, 통계 분석은 SAS 소프트웨어(Statistical Analysis System Inc., Cary, NC, USA)를 이용하였다. 배아 발달 데이터는 Student t-test에 의하여 분석하였고, 세포 수의 평균은 정상에 대한 테스트(교정을 위한 Kolmogorov-smirnov test with Lillie) 후 다수 쌍 와이즈 비교에 의하여 수반된 ANOVA에 의하여 비교되었다.All experiments of all the above examples were repeated at least four times and statistical analysis was performed using SAS software (Statistical Analysis System Inc., Cary, NC, USA). Embryonic development data were analyzed by Student t-test and the mean of cell number was compared by ANOVA followed by multiple pairwise comparisons after normal test (Kolmogorov-smirnov test with Lillie for calibration).

데이터는 평균±SEM으로 제시되었으며, P≤0.05의 차이를 보이는 경우 유의성 있는 것으로 판단하였다The data were presented as mean ± SEM and were judged to be significant when showing a difference of P ≦ 0.05.

<110> Konkuk University Industrial Cooperation Corp. <120> Composition for improving blastocyst hatching and trophectoderm differentiation comprising Dickkopf-1 and method thereof <160> 1 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 266 <212> PRT <213> Dkk-1 <400> 1 Met Met Ala Leu Gly Ala Ala Gly Ala Thr Arg Val Phe Val Ala Met 1 5 10 15 Val Ala Ala Ala Leu Gly Gly His Pro Leu Leu Gly Val Ser Ala Thr 20 25 30 Leu Asn Ser Val Leu Asn Ser Asn Ala Ile Lys Asn Leu Pro Pro Pro 35 40 45 Leu Gly Gly Ala Ala Gly His Pro Gly Ser Ala Val Ser Ala Ala Pro 50 55 60 Gly Ile Leu Tyr Pro Gly Gly Asn Lys Tyr Gln Thr Ile Asp Asn Tyr 65 70 75 80 Gln Pro Tyr Pro Cys Ala Glu Asp Glu Glu Cys Gly Thr Asp Glu Tyr 85 90 95 Cys Ala Ser Pro Thr Arg Gly Gly Asp Ala Gly Val Gln Ile Cys Leu 100 105 110 Ala Cys Arg Lys Arg Arg Lys Arg Cys Met Arg His Ala Met Cys Cys 115 120 125 Pro Gly Asn Tyr Cys Lys Asn Gly Ile Cys Val Ser Ser Asp Gln Asn 130 135 140 His Phe Arg Gly Glu Ile Glu Glu Thr Ile Thr Glu Ser Phe Gly Asn 145 150 155 160 Asp His Ser Thr Leu Asp Gly Tyr Ser Arg Arg Thr Thr Leu Ser Ser 165 170 175 Lys Met Tyr His Thr Lys Gly Gln Glu Gly Ser Val Cys Leu Arg Ser 180 185 190 Ser Asp Cys Ala Ser Gly Leu Cys Cys Ala Arg His Phe Trp Ser Lys 195 200 205 Ile Cys Lys Pro Val Leu Lys Glu Gly Gln Val Cys Thr Lys His Arg 210 215 220 Arg Lys Gly Ser His Gly Leu Glu Ile Phe Gln Arg Cys Tyr Cys Gly 225 230 235 240 Glu Gly Leu Ser Cys Arg Ile Gln Lys Asp His His Gln Ala Ser Asn 245 250 255 Ser Ser Arg Leu His Thr Cys Gln Arg His 260 265 <110> Konkuk University Industrial Cooperation Corp. <120> Composition for improving blastocyst hatching and trophectoderm          differentiation comprising Dickkopf-1 and method <160> 1 <170> Kopatentin 1.71 <210> 1 <211> 266 <212> PRT <213> Dkk-1 <400> 1 Met Met Ala Leu Gly Ala Ala Gly Ala Thr   1 5 10 15 Val Ala Ala Leu Gly Gly His Pro Leu Leu Gly Val Ser Ala Thr              20 25 30 Leu Asn Ser Val Leu Asn Ser Asn Ala Ile Lys Asn Leu Pro Pro Pro          35 40 45 Leu Gly Gly Ala Ala Gly His Pro Gly Ser Ala Val Ser Ala Ala Pro      50 55 60 Gly Ile Leu Tyr Pro Gly Gly Asn Lys Tyr Gln Thr Ile Asp Asn Tyr  65 70 75 80 Gln Pro Tyr Pro Cys Ala Glu Asp Glu Glu Cys Gly Thr Asp Glu Tyr                  85 90 95 Cys Ala Ser Pro Thr Arg Gly Gly Asp Ala Gly Val Gln Ile Cys Leu             100 105 110 Ala Cys Arg Lys Arg Arg Lys Arg Cys Met Arg His Ala Met Cys Cys         115 120 125 Pro Gly Asn Tyr Cys Lys Asn Gly Ile Cys Val Ser Ser Asp Gln Asn     130 135 140 His Phe Arg Gly Glu Ile Glu Glu Thr Ile Thr Glu Ser Phe Gly Asn 145 150 155 160 Asp His Ser Thr Leu Asp Gly Tyr Ser Arg Arg Thr Thr Leu Ser Ser                 165 170 175 Lys Met Tyr His Thr Lys Gly Gln Glu Gly Ser Val Cys Leu Arg Ser             180 185 190 Ser Asp Cys Ala Ser Gly Leu Cys Cys Ala Arg His Phe Trp Ser Lys         195 200 205 Ile Cys Lys Pro Val Leu Lys Glu Gly Gln Val Cys Thr Lys His Arg     210 215 220 Arg Lys Gly Ser Gly Leu Glu Ile Phe Gln Arg Cys Tyr Cys Gly 225 230 235 240 Glu Gly Leu Ser Cys Arg Ile Gln Lys Asp His His Gln Ala Ser Asn                 245 250 255 Ser Ser Arg Leu His Thr Cys Gln Arg His             260 265

Claims (7)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 돼지 배아의 배반포 부화비율을 향상시키는 방법에 있어서, 돼지 배아를 배양액에서 배양하며, 배양 6일째에 Dickkopf-1를 상기 배양액에 24시간에서 48시간 처리하는 단계를 포함하는 돼지 배아의 배반포 부화비율을 향상시키는 방법.A method of improving the blastocyst hatching rate of porcine embryos, comprising: culturing pig embryos in a culture medium, and treating the blastocyst hatching ratio of pig embryos comprising the step of treating Dickkopf-1 to the culture solution for 24 to 48 hours on the 6th day of culture. How to improve. 제 4항에 있어서, 상기 Dickkopf-1는 0.1ng/ul에서 10ng/ul 농도로 처리하는 것을 특징으로 하는 돼지 배아의 배반포 부화비율을 향상시키는 방법.The method of claim 4, wherein the Dickkopf-1 is treated at a concentration of 10 ng / ul at 0.1 ng / ul. 삭제delete 삭제delete
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