CN110184233B - 一种卵母细胞体外成熟培养液添加剂及其应用 - Google Patents
一种卵母细胞体外成熟培养液添加剂及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种卵母细胞体外成熟培养液添加剂及其应用,所述添加剂为亚甲基蓝,且所述亚甲基蓝的添加浓度为10~200nmol/L。本发明还提供了所述卵母细胞体外成熟培养液添加剂在提高体外卵母细胞体外成熟及早期胚胎发育中的应用;在提高卵母细胞成熟质量中的应用,以及在提高卵母细胞的抗氧化能力中的应用。本发明提供的添加剂添加到卵母细胞体外成熟培养液中,用于体外培养卵母细胞和早期胚胎,可提高动物卵母细胞体外成熟率,早期胚胎卵裂率、囊胚率。提高体外卵母细胞的成熟质量,提高卵母细胞的抗氧化能力。
Description
技术领域
本发明涉及细胞培养技术领域,尤其涉及一种卵母细胞体外成熟培养液添加剂及其应用。
背景技术
现代生物学和生物医学研究表明猪的生物学特性和遗传特性与人类具有相当高的同源性,并由此使得猪的转基因器官和核移植研究得到深入开展,同时对猪卵母细胞IVM的标准也在不断的提升。而在卵母细胞体外成熟的过程中,大量的氧化应激可导致卵母细胞线粒体形态和功能的改变,进而影响三磷酸腺苷的合成,干扰卵母细胞内的减数分裂,使得卵母细胞内非整倍体染色体增多,造成胚胎DNA损伤和早期发育停滞。尽管我国许多学者在猪卵母细胞IVM上进行了大量的研究工作,但是迄今为止仍没有一个成熟完善的体外培养体系能够得以广泛有效的推广与应用。因此,优化卵母细胞体外成熟培养条件对提高体外胚胎生产效率具有重要意义。
谷胱甘肽(GSH)在细胞成熟中参与细胞氧化、保护细胞的一种重要的物质,卵子内的GSH含量越高,在随后的体外受精囊胚发育中成熟越好。卵母细胞成熟中GSH起着重要的作用,它可以维持纺锤体在减数分裂中的形态且使纺锤体免受氧化应激。谷胱甘肽的浓度可反应卵母细胞胞质成熟质量,谷胱甘肽的浓度被认为是胞质成熟的标志。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之缺陷,提供了一种卵母细胞体外成熟培养液添加剂添加到卵母细胞体外成熟培养液中用于体外培养卵母细胞,可提高体外发育卵母细胞成熟率,提高体外发育卵母细胞成熟质量,提高卵母细胞的抗氧化能力。
本发明是这样实现的:
本发明目的之一在于提供一种卵母细胞体外成熟培养液添加剂,所述添加剂包括亚甲基蓝,且所述亚甲基蓝的添加浓度为10~200nmol/L。
本发明的目的之二在于提供一种卵母细胞体外成熟培养液,所述卵母细胞体外成熟培养液添加有亚甲基蓝。
优选地,所述卵母细胞体外成熟培养液包括:终浓度为10~200nmol/L的亚甲基蓝;浓度体积比为75%~85%的卵母细胞基础培养液;浓度为10IU/ml的孕马血清促性腺激素;浓度为10IU/ml的人绒毛膜促性腺激素;浓度为100IU/mL的青霉素;浓度为100ug/mL的链霉素;浓度比为8%~12%的卵泡液;浓度为0.1%的聚乙烯醇;浓度为3.05mM的葡萄糖;浓度为0.91mM的丙酮酸钠;浓度为0.57mM的L-半胱氨酸。
本发明的目的之三在于提供所述的卵母细胞体外成熟培养液添加剂在提高体外发育卵母细胞成熟率、早期胚胎卵裂率和囊胚率中的应用。
在提高体外发育卵母细胞成熟率、早期胚胎卵裂率和囊胚率上,所述添加剂为终浓度为10~200nmol/L的亚甲基蓝。优选地,所述亚甲基蓝的添加浓度为10~50nmol/L。最为优选地,所述亚甲基蓝的添加浓度为10nmol/L。
本发明的目的之四在于提供所述的卵母细胞体外成熟培养液添加剂在提高卵母细胞成熟质量中的应用。
在提高体外发育卵母细胞成熟质量上,所述亚甲基蓝的添加浓度为5~15nmol/L。最为优选地,所述亚甲基蓝的添加浓度为10nmol/L。
本发明的目的之五在于提供所述的卵母细胞体外成熟培养液添加剂在提高卵母细胞的抗氧化能力中的应用。
在提高体外发育卵母细胞的抗氧化能力上,所述添加剂为终浓度为50nmol/L的亚甲基蓝。
本发明具有以下有益效果:
本发明提供的一种卵母细胞体外成熟培养液添加剂及卵母细胞体外成熟培养液,用于体外培养卵母细胞,可提高体外发育卵母细胞成熟率,提高体外发育卵母细胞成熟质量,提高卵母细胞的抗氧化能力。
附图说明
图1为亚甲蓝对猪卵母细胞体外发育影响明场形态图;
图2为谷胱甘肽标准曲线图;
图3为不同浓度的亚甲基蓝对孤雌胚胎内ROS的影响。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
1、卵母细胞体外成熟培养液的配制
该实施例的卵母细胞体外成熟培养液包括:
浓度体积比为75%~85%的卵母细胞基础培养液(购自GIBCO的TCM-199);
100IU/mL青霉素;
100μg/mL链霉素;
8%~12%(V/V)卵泡液;
10IU/mL孕马血清促性腺激素PMSG(购自宁波激素制品厂);
10IU/mL人绒毛膜促性腺激素hCG(购自宁波激素制品厂);
0.1%聚乙烯醇;
3.05mM葡萄糖;
0.91mM丙酮酸钠;
0.57mM的L-半胱氨酸;
添加亚甲基蓝,使得亚甲基蓝的终浓度为10nmol/L。
2、猪体外成熟卵母细胞制备
(1)于武汉市中粮肉食品加工厂采集母猪卵巢后,立即放入添加双抗的35℃灭菌生理盐水中2~4h内送回实验室。
(2)卵巢组织先用75%的酒精洗涤1min,然后用灭菌且预热的生理盐水清洗3次之后用装有标准20号针头的无菌注射器(内有少量平衡后的DPBS)抽取卵巢表明直径为3~8mm的卵泡,抽取液注入50mL尖底离心管中,置于39℃水浴锅中的尖底离心管中。
(3)待卵丘卵母细胞复合体(本实施例的卵母细胞为卵丘卵母细胞复合体COCs)沉淀后,用DPBS(GIBCO)洗涤2次,后在立体显微镜下捡卵。捡取形态正常、胞质均一且至少有3层颗粒细胞包裹的COCs,将捡出的COCs用含5%胎牛血清的(FBS)的DPBS清洗3次;
(4)然后用步骤1配制好卵母细胞体外成熟培养液清洗3次,移入含有500μΙ成熟培养液并覆盖有石蜡油的五孔细胞培养板中。每滴放卵母细胞150枚。
(5)所述卵母细胞体外成熟培养液预先在CO2培养箱中平衡2h以上。然后将卵母细胞放入平衡后的所述卵母细胞体外成熟培养液中,后置于CO2体积浓度4%~6%的环境内成熟培养42~44小时,温度为39℃,5%CO2饱和湿度。
3、猪体外成熟卵母细胞孤雌激活
将体外成熟培养42~44h的COCs移入含0.1%透明质酸酶的DPBS中消化并用移液枪反复轻微吹打以除去卵丘细胞,用提前预热的激活液洗涤3次,置入带有激活液的融合槽中,用BTX-2001融合仪进行电激活,激活参数:30μs,1.1kv/cm,1次直流电脉冲。激活后的卵母细胞用提前预热的胚胎培养液NCSU-23洗涤三次后备用。激活液配方:0.25mol/L甘露醇+0.5mol/L氯化钙+0.5mol/L硫酸镁+0.5mol/L HEPES+0.01%PVA。
4、胚胎培养
体外成熟卵母细胞激活后,选取带有第一极体、胞质均匀、细胞膜完整的体外成熟卵母细胞于提前平衡2h的胚胎培养基NCSU-23中洗涤3遍后置入含有500μΙ成熟培养液并覆盖有石蜡油的五孔细胞培养板中。每滴放COCs150枚。液体预先在CO2培养箱中平衡2h以上。培养条件39℃,5%CO2饱和湿度,48h进行半量换液。于48h统计胚胎卵裂率,7d统计囊胚发育率。
实施例2
该实施例除步骤1中卵母细胞体外成熟培养液的配制时添加亚甲基蓝的终浓度为50nmol/L外,其余步骤均同实施例1。
实施例3
该实施例除步骤1中卵母细胞体外成熟培养液的配制时添加亚甲基蓝的终浓度为100nmol/L外,其余步骤均同实施例1。
实施例4
该实施例除步骤1中卵母细胞体外成熟培养液的配制时添加亚甲基蓝的终浓度为200nmol/L外,其余步骤均同实施例1。
对比例1
该实施例除步骤1中卵母细胞体外成熟培养液的配制时不添加亚甲基蓝外,其余步骤均同实施例1。
实验例
统计实施例1-4、以及对比例1的相关指标。
1、不同浓度亚甲基蓝对猪卵母细胞体外发育的影响
由表1可知,在体外培养过程中亚甲基蓝添加浓度为0、10、50、100、200nmol/L时,体外发育的卵母细胞成熟率分别为80.13%、89.73%、85.77%、85.19%和80.60%。添加亚甲基蓝的处理组10nmol/L、50nmol/L和100nmol/L都与对比例1相比差异显著(P<0.05),其中添加10nmol/L亚甲基蓝到卵母细胞成熟液对GV期卵母细胞到MII期成熟率最高,孤雌激活后观察卵裂及囊胚情况,10nmol/L组的卵裂率84.01%显著高于对比例1(P<0.05),并且其囊胚率也显著高于其他各组(P<0.05)。图1为猪卵母细胞发育形态图。
表1-添加MB对卵母细胞体外成熟的影响
注:同列数据右肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05),同列数据后相同字母表示差异不显著(P>0.05)下表同。
由表1可知,在提高体外发育卵母细胞成熟率、早期胚胎卵裂率和囊胚率上,添加10~200nmol/L的亚甲基蓝。优选地,亚甲基蓝的添加浓度为10~50nmol/L。最为优选地,亚甲基蓝的添加浓度为10nmol/L。
2、不同浓度亚甲基蓝对猪孤雌胚内谷胱甘肽(GSH)含量的影响
通过猪孤雌胚内谷胱甘肽(GSH)含量的检测,谷胱甘肽的标准曲线(图2),研究发现试验组中添加10nmol/L亚甲基蓝的孤雌胚胎内GSH含量13.95μm显著高于对比例111.86μm(P<0.05),且试验组内添加MB为10nmol/L时GSH含量最高(表2)。然而,随着浓度的增大,孤雌胚胎内GSH含量显著降低。
表2-不同浓度亚甲基蓝对孤雌胚胎内GSH含量影响
由于只有实施例1(亚甲基蓝的添加浓度为10nmol/L)的GSH含量高于对比例1,因此本申请人为了进一步探索什么浓度范围的亚甲基蓝可以提高GSH含量,将亚甲基蓝的添加浓度分别设为1nmol/L、5nmol/L、10nmol/L、15nmol/L、20nmol/L、25nmol/L,检测猪孤雌胚内谷胱甘肽(GSH)含量如表3所示。
表3-猪孤雌胚内谷胱甘肽(GSH)含量
由表3可知,在提高体外发育卵母细胞成熟质量上,亚甲基蓝的添加浓度为5~15nmol/L。最为优选地,所述亚甲基蓝的添加浓度为10nmol/L。
3、不同浓度亚甲基蓝对猪孤雌胚内活性氧簇(ROS)含量的影响
随机挑选孤雌胚胎,用DCHF-DA荧光探针检测胚胎中ROS浓度。实验结果如图3所示,实施例2(添加50nmol/L时)ROS含量高于对比例1(P<0.05),实施例3(100nmol/L)和实施例4(200nmol/L)时与对比例1差异不显著(P>0.05),但是,实施例1(添加10nmol/L的亚甲基蓝)的卵母细胞,孤雌激活后胚胎的ROS的含量显著低于对比例1(P<0.05)。
由图3可知,添加终浓度为50nmol/L的亚甲基蓝可提高体外发育卵母细胞的抗氧化能力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种卵母细胞体外成熟培养液添加剂在制备提高体外发育卵母细胞成熟率、早期胚胎卵裂率和囊胚率的培养液中的应用,其特征在于,所述卵母细胞体外成熟培养液添加剂是亚甲基蓝,所述亚甲基蓝的添加浓度为5~15 nmol/L,所述卵母细胞为猪卵母细胞。
2.一种卵母细胞体外成熟培养液,其特征在于,所述卵母细胞体外成熟培养液添加有亚甲基蓝,所述亚甲基蓝的添加浓度为5~15 nmol/L,所述卵母细胞为猪卵母细胞。
3.如权利要求2所述的卵母细胞体外成熟培养液,其特征在于,所述卵母细胞体外成熟培养液还包括卵母细胞基础培养液,孕马血清促性腺激素,人绒毛膜促性腺激素,青霉素,链霉素,卵泡液,聚乙烯醇,葡萄糖,丙酮酸钠以及L-半胱氨酸。
4.如权利要求3所述的卵母细胞体外成熟培养液,其特征在于,所述各组分的添加比例为:所述亚甲基蓝的终浓度为5~15 nmol/L;所述卵母细胞基础培养液的浓度体积比为75%~85%;所述孕马血清促性腺激素浓度为10 IU/ml;所述人绒毛膜促性腺激素浓度为10 IU/ml;所述的青霉素浓度为100 IU/mL;链霉素浓度为100 ug/mL;所述的卵泡液浓度比为8%~12%;所述的聚乙烯醇的浓度为0.1%;所述的葡萄糖的浓度为3.05 mM;所述的丙酮酸钠的浓度为0.91 mM;所述的L-半胱氨酸的浓度为0.57 mM。
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