JP2005261413A - Animal embryo freezing and storing liquid and animal embryo freezing and storing method using the same - Google Patents

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JP2005261413A JP2004120882A JP2004120882A JP2005261413A JP 2005261413 A JP2005261413 A JP 2005261413A JP 2004120882 A JP2004120882 A JP 2004120882A JP 2004120882 A JP2004120882 A JP 2004120882A JP 2005261413 A JP2005261413 A JP 2005261413A
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Takeshige Otoi
音井  威重
Tatsuyuki Suzuki
鈴木  達行
Masao Murakami
正夫 村上
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an animal embryo freezing and storing liquid not containing a protein component derived from an animal, hygienic, highly safe, and capable of easily conducting direct transplantation of a thawed embryo to an embryo receiving animal, without requiring an embryo handling operation after thawing of the frozen embryo, and to provide an animal embyro freezing and storing method using the same. <P>SOLUTION: This animal embryo freezing and storing method comprises a process for injecting the animal embryo freezing and storing liquid into a straw 1, forming two parts of air layers 4 in the straw 1, positioning the animal embryo 2 in the animal embryo freezing and storing liquid 3 located between the two parts of the air layers 4, and sealing both ends of the straw, a process for forming ice in the straw 1 by a slow-freezing procedure, and freezing and storing the animal embryo 2 in the straw 2, and a process for thawing the frozen and stored animal embryo 2, wherein the animal embryo freezing and storing liquid is prepared by adding polyvinyl alcohol (PVA) in an amount of about 1.5 %(w/v) to a basal culture medium. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は動物胚を凍結保存するための保存液であって、特に動物由来タンパク質成分を含まず、凍結胚の融解後に胚操作が不要で融解胚を受胚動物に直接移植することができる動物胚凍結保存液とそれを用いた動物胚凍結保存法に関するものである。  The present invention is a preservation solution for cryopreserving animal embryos, and particularly does not contain animal-derived protein components, and an animal that does not require embryo manipulation after thawing of a frozen embryo and can be directly transplanted to a recipient animal. The present invention relates to an embryo cryopreservation solution and an animal embryo cryopreservation method using the same.

従来、哺乳動物を繁殖させるために受精卵を採取して、凍結保存した後に融解して他の受胚動物に移植することは広く一般的に実施されており、その受精卵の凍結方法にもいくつか実績のあるものがある。
例えば、ガラス化保存法があり、これは動物卵子又は胚を瞬時に凍結−融解できるものであり、電顕用グリッド法、オープン・プルド・ストロー法、ナイロン・ループ法、マイクロドロップ法などがある。これらのガラス化保存法では、いずれにおいても凍結−融解した卵子又は胚も高い生存率を示しており、簡易かつ効果的な動物胚の凍結保存法といえる。
Conventionally, it has been widely practiced that fertilized eggs are collected for breeding mammals, frozen and then thawed and transplanted to other embryos. There are some proven ones.
For example, there is a vitrification preservation method, which can instantly freeze-thaw animal eggs or embryos, such as electron microscope grid method, open-pulled straw method, nylon loop method, microdrop method, etc. . In any of these vitrification preservation methods, a frozen-thawed egg or embryo exhibits a high survival rate, and can be said to be a simple and effective cryopreservation method for animal embryos.

このガラス化保存法としては、例えば特許文献1に「卵子または胚のガラス化用具及び方法」として筒状の極細管部と、この極細管部に続く、吸引及び吐出用器具に装填するための連結部とを含み、その極細管部の寸法を限定することで、卵子あるいは胚が垂直方向へ2個並存しえないようなガラス化用具とそれを用いたガラス化方法が開示されている。  As this vitrification preservation method, for example, as disclosed in Patent Document 1 as a “vitrification device and method for ovum or embryo”, a cylindrical ultrathin tube portion, and a suction and discharge device following this ultrathin tube portion are loaded. There are disclosed a vitrification tool and a vitrification method using the vitrification tool in which two eggs or embryos cannot coexist in the vertical direction by limiting the dimensions of the ultrathin tube portion including the connecting portion.

また、特許文献2には、「胚のガラス化保存用液体組成物及びそれを用いた胚の超低温保存方法」として(1)10%(v/v)エチレングリコール添加M2液、(2)10%(v/v)エチレングリコール,0.3Mショ糖及び1%(w/v)ポリエチレングリコール添加M2液並びに(3)40%(v/v)エチレングリコール,0.6Mショ糖及び2%(w/v)ポリエチレングリコール添加M2液から構成される豚初期胚盤胞のガラス化保存用液体組成とその組成を用いる超低温保存方法の開示がある。このような高濃度の凍結防護剤を用いて急激に冷却することによって細胞内外ともに氷晶を作らずに、細胞を保存することができる。さらに、エチレングリコールの濃度を変えた液体に順次移すことで、浸透圧ショックを避けることができる。
しかしながら、このようなガラス化保存法では、高濃度に添加したエチレングリコールなどの凍結保護剤あるいは凍結防護剤による細胞毒性を下げるために迅速な胚操作が必要であるという課題があった。すなわち、高濃度の凍結保護剤によって浸透圧が高くなっており、また細胞毒性の高くなっていることから、なるべく胚がこの凍結保護剤に浸漬されている時間を減らす必要がある。
また、特許文献2に開示されている技術であっても、この凍結保護剤による浸透圧ショックを避けるため、胚を高濃度の液に段階的に慣らすためのステップワイズ法による添加−希釈処置が必要という課題があった。
さらに、前述の胚操作が必要なために凍結胚の融解後に、融解胚を受胚動物に直接移植することができないという大きな課題もあった。
Patent Document 2 discloses (1) 10% (v / v) ethylene glycol-added M2 solution as “a liquid composition for vitrification preservation of embryo and method for ultra-low temperature preservation of embryo using the same”, (2) 10 % (V / v) ethylene glycol, 0.3 M sucrose and 1% (w / v) polyethylene glycol added M2 solution and (3) 40% (v / v) ethylene glycol, 0.6 M sucrose and 2% ( w / v) A liquid composition for vitrification preservation of porcine early blastocysts composed of polyethylene glycol-added M2 liquid and an ultra-low temperature preservation method using the composition are disclosed. By rapidly cooling with such a high concentration of cryoprotectant, cells can be preserved without forming ice crystals inside and outside the cells. Furthermore, osmotic shock can be avoided by sequentially transferring to a liquid having a different ethylene glycol concentration.
However, such a vitrification preservation method has a problem that rapid embryo manipulation is necessary to reduce cytotoxicity caused by cryoprotectants such as ethylene glycol or cryoprotectants added at a high concentration. That is, since the osmotic pressure is increased by the high concentration of the cryoprotectant and the cytotoxicity is increased, it is necessary to reduce the time during which the embryo is immersed in the cryoprotectant as much as possible.
Moreover, even in the technique disclosed in Patent Document 2, in order to avoid osmotic shock due to this cryoprotectant, an addition-dilution treatment by a stepwise method for acclimating an embryo to a high-concentration solution stepwise is possible. There was a problem of necessity.
Furthermore, since the above-described embryo manipulation is required, there has been a major problem that the thawed embryo cannot be directly transferred to the recipient animal after the frozen embryo has been thawed.

そこで、胚の凍結保存に対して、基礎培地にエチレングリコールや血清などを添加して凍結させて、融解後に直接移植する技術も開発されている。
例えば、特許文献3には「豚胚のダイレクト凍結法」として、基礎培地の存在下、エチレングリコール、プロピレングリコール、血清およびテキストランを添加して、豚胚の凍結保存に使用する技術が開示されており、この技術によれば、凍結保存された豚胚は使用時に、融解してそのまま受卵豚に移植することができる。この特許文献3に開示された技術は、いわゆる緩慢凍結法という方法であり、この場合には胚操作が不要であるため前述のとおり胚の融解後には直接動物内に移植することが可能であるのでより実用的な凍結保存法といえる。
Therefore, a technique has also been developed for cryopreservation of embryos, in which ethylene glycol or serum is added to a basal medium, frozen, and directly transplanted after thawing.
For example, Patent Document 3 discloses a technique for use in the cryopreservation of pig embryos by adding ethylene glycol, propylene glycol, serum and textlan in the presence of a basal medium as a “direct freezing method of pig embryos”. According to this technique, frozen embryos can be thawed at the time of use and directly transferred to recipient pigs. The technique disclosed in Patent Document 3 is a so-called slow freezing method. In this case, since embryo manipulation is unnecessary, it can be directly transplanted into an animal after thawing the embryo as described above. Therefore, it can be said that it is a more practical cryopreservation method.

特開2001−252293号公報JP 2001-252293 A 特開2002−212001号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-212001 特開平9−122158号公報JP-A-9-122158

しかしながら、この特許文献3などに示されるような従来の緩慢凍結法であれば、直接移植するために胚の洗浄作用を備えた血清などその動物由来のタンパク質を含ませるが、そのことによって有害なウイルスが胚や受胚牛や受卵豚に感染してしまう危険性があるという課題があった。また、血清添加培地のよるウシ胚の培養により、移植後流産や胎仔の過大化などの発育異常が多発するという課題もあった。  However, in the conventional slow freezing method as shown in Patent Document 3 and the like, protein derived from the animal such as serum having an embryo washing action for direct transplantation is included, which is harmful. There was a problem that there was a risk that the virus would infect embryos, embryo recipient cows and recipient pigs. In addition, there has been a problem that growth abnormalities such as post-transplantation miscarriage and fetal overgrowth frequently occur by culturing bovine embryos in a serum-added medium.

本発明は、上記従来技術の課題を解決すべくなされたものであり、動物由来タンパク質成分を含まず衛生的で安全性が高く、しかも凍結胚の融解後に胚操作が不要で容易に融解胚を受胚動物に直接移植することができる動物胚凍結保存液とそれを用いた動物胚凍結保存法を提供することを目的とする。  The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and does not contain animal-derived protein components, is hygienic and highly safe, and does not require embryo manipulation after thawing of a frozen embryo. It is an object to provide an animal embryo cryopreservation solution that can be directly transplanted into a recipient animal and an animal embryo cryopreservation method using the same.

本発明の請求項1に記載された動物胚凍結保存液においては、上述の問題点を解決するため、基礎培地に、1.8Mエチレングリコールと0.05Mのトレハロースと25mMのヘペスと略1.5%(w/v)のポリビニルアルコールを添加するものである。
このような動物胚凍結保存液においては、エチレングリコールとトレハロースは凍結保護剤として作用し、ヘペスは動物胚凍結保存液のpHの変化を抑制する緩衝剤として作用する。略1.5%のポリビニルアルコールは、タンパク質の代替物質として胚細胞の骨格を維持する作用があるが、さらに、略1.5%という濃度によって十分な表面張力を発揮する作用を有する。
In the animal embryo cryopreservation solution according to claim 1 of the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, 1.8M ethylene glycol, 0.05M trehalose, 25 mM hepes and approximately 1. 5% (w / v) polyvinyl alcohol is added.
In such an animal embryo cryopreservation solution, ethylene glycol and trehalose act as cryoprotectants, and Hepes acts as a buffer that suppresses changes in the pH of the animal embryo cryopreservation solution. About 1.5% polyvinyl alcohol has the effect of maintaining the skeletal structure of the germ cell as a protein substitute, but has the effect of exerting sufficient surface tension at a concentration of about 1.5%.

また、本発明の請求項2に記載された動物胚凍結保存液においては、含有成分が特許請求の範囲の表1で表される濃度である動物胚凍結保存液とするものである。
上記構成に係る動物胚凍結保存液は、請求項1に記載された動物胚凍結保存液と同様の作用を有する。なお、濃度の範囲として±10%と記載しているのは、特にその数値のみに限定するものではないという意味があるのと同時に、試験などを実施した際には培養液を調製する際に、略±10%程度の液量測定誤差が生じており、そのような範囲にあっても試験結果では略同等の効果を得ていることが根拠となっている。
In addition, the animal embryo cryopreservation solution described in claim 2 of the present invention is an animal embryo cryopreservation solution whose concentration is the concentration shown in Table 1 of the claims.
The animal embryo cryopreservation solution according to the above configuration has the same action as the animal embryo cryopreservation solution described in claim 1. In addition, the description of ± 10% as the concentration range means that it is not particularly limited only to the numerical value, and at the same time, when a culture solution is prepared when a test or the like is performed. The liquid amount measurement error of about ± 10% occurs, and it is based on the fact that the test result obtains substantially the same effect even in such a range.

請求項3に記載された動物胚凍結保存法においては、請求項1又は請求項2に記載された動物胚凍結保存液をストロー内に注入し、ストロー内に空気層を2箇所形成してその2箇所の空気層間の前記動物胚凍結保存液中に動物胚を配置してストローの両端を封止する工程と、ストローを緩慢凍結法にて植氷させストロー内部の動物胚を凍結保存する工程と、凍結保存された動物胚を融解する工程を有する。
このような動物胚凍結保存法においては、請求項1又は請求項2に記載された動物胚凍結保存液を使用するため、基礎培地に含まれるアミノ酸構成成分がエネルギー源となり、解毒作用やpHの調整を促進させる作用を有するとともに、エチレングリコールとトレハロースは凍結保護剤として作用し、ヘペスは溶液のpHの変化を抑制する緩衝剤として作用する。さらに、ポリビニルアルコールがタンパク質の代替物質として胚細胞の骨格を維持するという作用を有する。また、略1.5%という濃度によって十分な表面張力を発揮するため、例えば0.1%などの低濃度の場合よりも空気層の形状がより球形となる。従って、ストローと空気層の接触面積が減少し、空気層による断熱効果が希薄となるため、植氷時にストロー外表面に形成される氷晶が空気層の領域を超えて胚が存在する領域にも到達するという作用がある。
In the animal embryo cryopreservation method according to claim 3, the animal embryo cryopreservation solution according to claim 1 or claim 2 is injected into a straw, and two air layers are formed in the straw. Placing the animal embryo in the animal embryo cryopreservation solution between two air layers and sealing both ends of the straw, and freezing the animal embryo inside the straw by inoculating the straw by a slow freezing method And thawing the cryopreserved animal embryo.
In such an animal embryo cryopreservation method, since the animal embryo cryopreservation solution described in claim 1 or 2 is used, the amino acid constituents contained in the basal medium serve as an energy source, and have a detoxification action or pH. In addition to the action of promoting adjustment, ethylene glycol and trehalose act as cryoprotectants, and Hepes acts as a buffer that suppresses changes in the pH of the solution. Furthermore, polyvinyl alcohol has the effect of maintaining the skeleton of the germ cell as a protein substitute. Moreover, since sufficient surface tension is exhibited by a concentration of approximately 1.5%, the shape of the air layer becomes more spherical than in the case of a low concentration such as 0.1%. Therefore, the contact area between the straw and the air layer is reduced, and the heat insulation effect by the air layer is diminished, so that ice crystals formed on the outer surface of the straw at the time of ice planting exceed the air layer region and the region where the embryo exists Also has the effect of reaching.

本発明の請求項1及び請求項2に記載された動物胚凍結保存液は、動物由来のタンパク質を含むことなく、アミノ酸構成成分によってエネルギー源としての機能や浄化作用を発揮させることが可能であり、なおかつ、空気層に挟まれるようにして配置されるストロー内の胚に対して、ポリビニルアルコールを略1.5%の濃度に調製することで、ストローを用いる緩慢凍結法にて動物胚を凍結保存させる場合に、空気層に挟まれる胚を含む凍結保存液に対して氷晶の到達を促すことができる。  The animal embryo cryopreservation solution described in claim 1 and claim 2 of the present invention can exhibit a function as an energy source and a purification action by an amino acid component without containing animal-derived protein. In addition, the animal embryo is frozen by the slow freezing method using a straw by preparing polyvinyl alcohol to a concentration of about 1.5% for the embryo in the straw placed so as to be sandwiched between air layers. In the case of preservation, it is possible to promote the arrival of ice crystals in a cryopreservation solution containing embryos sandwiched between air layers.

また、請求項3に記載された動物胚凍結保存法においては、請求項1又は請求項2に記載される動物胚凍結保存液を使用することで、上述の効果を発揮して動物胚を容易かつ衛生的に凍結保存でき、その溶解後に生存率の高い胚を提供することができる。さらに、融解後に胚操作が不要となるためガラス化保存法ではできない融解後の直接移植を行うことができる。  In addition, in the animal embryo cryopreservation method described in claim 3, by using the animal embryo cryopreservation solution described in claim 1 or claim 2, the above-mentioned effects can be exerted to facilitate the animal embryo. In addition, embryos that can be stored hygienically hygienically and have a high survival rate after lysis are provided. Furthermore, since embryo manipulation is not required after thawing, direct transplantation after thawing, which cannot be performed by vitrification, can be performed.

以下、本発明に係る動物胚凍結保存液及びそれを用いた動物胚凍結保存法を実施するための最良の形態について図1を参照しながら説明する。
図1は本実施の形態に係る動物胚凍結保存液を用いてウシ胚を凍結保存するためのストローにウシ胚を封入している状態を示す概念図である。図1において、ストロー1には凍結保存液3が封入されており、両側に約3〜5mm程度の長さの空気層4を設けてその間に胚2が配置されている。また、ストロー1の両端には胚2及び凍結保存液3が漏洩しないようにシール5で封止されている。ストロー1はプラスチック製でその容量は0.25ml程度である。なお、このシール5は、いずれか一方は完全に封止する必要があるものの、もう一方は、完全なシールではなく、綿栓などで緩やかに封止することが望ましい。これは凍結時の動物胚凍結保存液の容積変化を吸収することができるようにするためと同時に融解時に胚を取り出しやすくするためである。従って、本願でいう封止とは、完全に漏洩のないような状態から前述の綿栓のようにある程度緩やかに封止する場合も含む概念である。
このように胚2を封入したストロー1を0℃に設定したプログラムフリーザーのエタノール槽内に浸漬する。その後例えば毎分1℃の速度で冷却して、−7℃に到達後、植氷して同温度で10分程度保持する。その後、毎分−0.3℃程度で−30℃まで冷却し、液体窒素中に浸漬凍結して保管する。植氷とは、種氷をつけることをいうが、このような種氷をつけなければ、氷晶が成長していかないため−7℃などある程度冷却が進んだ際に植氷を行う。
凍結後、使用に際しては、30℃から37℃の温度域の温水中で融解して受胚牛へ直接移植する。
なお、本図1に示されるストロー1は実際にはかなり細いため、本図では径方向に拡大して示しているので、長手方向と径方向の比は必ずしも現実のものとは異なる。
Hereinafter, the best mode for carrying out the animal embryo cryopreservation solution and the animal embryo cryopreservation method using the same according to the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a state in which a bovine embryo is enclosed in a straw for cryopreserving a bovine embryo using the animal embryo cryopreservation solution according to the present embodiment. In FIG. 1, a cryopreservation solution 3 is enclosed in a straw 1, an air layer 4 having a length of about 3 to 5 mm is provided on both sides, and an embryo 2 is placed between the air layers 4. Further, both ends of the straw 1 are sealed with a seal 5 so that the embryo 2 and the cryopreservation solution 3 do not leak. The straw 1 is made of plastic and has a capacity of about 0.25 ml. Although one of the seals 5 needs to be completely sealed, it is desirable that the other is not a complete seal but is gently sealed with a cotton plug or the like. This is to make it possible to absorb changes in the volume of the animal embryo cryopreservation solution at the time of freezing, and at the same time to facilitate removal of the embryo upon thawing. Therefore, the term “sealing” as used in the present application is a concept including a case where sealing is performed moderately to a certain extent as in the above-described cotton plug from a state where there is no leakage.
Thus, the straw 1 encapsulating the embryo 2 is immersed in an ethanol bath of a program freezer set at 0 ° C. Then, for example, it is cooled at a rate of 1 ° C. per minute, and after reaching −7 ° C., it is planted and kept at the same temperature for about 10 minutes. Thereafter, it is cooled to about −0.3 ° C. to −30 ° C. per minute, immersed in liquid nitrogen, and stored. The term “planting ice” refers to attaching seed ice, but if such seed ice is not applied, ice crystals will not grow, so that ice is planted when cooling proceeds to some degree, such as −7 ° C.
After freezing, in use, it is thawed in warm water in a temperature range of 30 ° C. to 37 ° C. and directly transferred to a recipient embryo.
Since the straw 1 shown in FIG. 1 is actually quite thin, it is shown enlarged in the radial direction in the figure, so the ratio between the longitudinal direction and the radial direction is not necessarily different from the actual one.

本実施の形態に係る動物胚凍結保存法によれば、凍結保存液を融解時に除去不要であるため直接移植することが可能となっている。
また、本実施の形態に係る動物胚凍結保存液について詳細に説明する。動物胚凍結保存液は、基礎培地として、アラニンとグリシンとタウリンの3種のアミノ酸構成成分を含有するものである。このアミノ酸構成成分は、エネルギー源となると同時に解毒作用やpHの調整を促進させるものである。
もう少し具体的に説明すれば、アラニンは、毒性のあるアンモニウムイオンを中和するキレート効果を備えている。グリシンは卵管あるいは子宮に存在するタンパク質であるが、このグリシンは胚組織の浸透圧を調整する作用や胚の代謝能を向上させる機能も備えている。さらに、タウリンも元々卵胞・卵管に存在するタンパク質であるが、細胞毒を中和するキレート剤として、あるいは抗酸化剤として働くことがわかっており、この作用を利用するものである。
According to the animal embryo cryopreservation method according to the present embodiment, the cryopreservation solution does not need to be removed at the time of thawing and can be directly transplanted.
The animal embryo cryopreservation solution according to the present embodiment will be described in detail. The animal embryo cryopreservation solution contains three types of amino acid components, alanine, glycine and taurine, as a basal medium. This amino acid component serves as an energy source and promotes detoxification and pH adjustment.
More specifically, alanine has a chelating effect that neutralizes toxic ammonium ions. Glycine is a protein that exists in the fallopian tube or uterus, but this glycine also has the function of adjusting the osmotic pressure of embryonic tissue and the function of improving the metabolic capacity of the embryo. Taurine is also a protein originally present in the follicle and fallopian tube, but it has been found that it acts as a chelating agent or an antioxidant that neutralizes the cytotoxin, and uses this action.

本実施の形態に係る動物胚凍結保存液においては、上述のような基礎培地に、1.8Mエチレングリコールと0.05Mのトレハロースと25mMのヘペスを添加している。このエチレングリコールとトレハロースはいずれも凍結保護剤として添加されるものであり、凍結保存される胚を保護するために添加されるものである。また、ヘペスは緩衝剤であり、本実施の形態に係る動物胚凍結保存液のpHの変化を抑制するものである。
さらに、略1.5%(w/v)の濃度のPVAを添加している。このPVAはタンパク質の代替物質として添加するものであるが、粘性が高く胚細胞の骨格が維持されるという効果がある。しかし、緩慢凍結法では、凍結保護剤あるいは凍結防護剤をいれる必要はあるものの、急速に凍結する必要がなく濃度の薄い成分のみで調製するため、本来ならばこのPVAの濃度も例えば0.1%など低い濃度であることが望ましい。
しかしながら、そのように薄い濃度であると、前述の氷晶が空気層4を超えて胚2が封入されている領域まで成長せず、よって胚2を凍結することができない。従って本実施の形態に係る動物胚凍結保存液では、濃度を上げて1.5%としている。この濃度の適正については試験を実施したので、その結果については後述する。
なお、ゲンタマイシンは抗生物質である。また、ミオ・イノシトールは、血清中にも含まれる成分であり、胚発育を促す成分であり、それ自身及びその代謝物は細胞内物質の伝達や、有糸分裂の促進、受精時の細胞内カルシウムの放出、グリシンと共に浸透圧を調整する作用を有する。また、ソルビトールは、代謝を促進して胚の発育を支持するものであり、さらに、クエン酸は、脂肪酸合成を刺激する他、金属イオンなどをキレート化する作用を有している。この作用によって、細胞間結合を保持して胚のコンパクションや胞胚腔形成を促し、胚発育に関与していると考えられている。
また、アポ・トランスフェリンは抗酸化作用を備えるものである。BME(EAA)は、Basel Medium Eagles(Essential Amino Acids Solution)の略であり、また、MEM(NEAA)は、Modified Eagles Medium(Non−essential Amino Acids Solution)の略であり、それぞれ、BME必須アミノ酸溶液、MEM非必須アミノ酸溶液と呼ばれ、市販されるアミノ酸溶液である。これらのアミノ酸溶液は、培地に加えることで胚の発生を促進させるものである。
また、本実施の形態における動物胚凍結保存法では、このようにプログラムフリーザーを使用しながら、徐々に冷却するため植氷が必要であり、また冷却に時間がかかるなどの煩雑さがあったり、あるいは胚2を長期間低温にさらすなどの短所はあるものの、ステップワイズ法などによる浸透圧ショック回避の必要がなく、また、ストローを用いるので直接作業者が胚2や凍結保存液3に触れることもなく衛生的である。さらに、凍結時に用いられる液体窒素が微生物などに汚染されている可能性もあるため、液体窒素自体が胚や動物胚凍結保存液と接触しないというも衛生面では大きく効果がある。
In the animal embryo cryopreservation solution according to the present embodiment, 1.8 M ethylene glycol, 0.05 M trehalose and 25 mM hepes are added to the basal medium as described above. Both ethylene glycol and trehalose are added as cryoprotectants, and are added to protect embryos that are cryopreserved. Hepes is a buffer and suppresses changes in the pH of the animal embryo cryopreservation solution according to the present embodiment.
Further, PVA having a concentration of about 1.5% (w / v) is added. Although this PVA is added as a protein substitute, it has the effect of maintaining the skeleton of the germ cell with high viscosity. However, in the slow freezing method, although it is necessary to add a cryoprotectant or a cryoprotectant, it is not necessary to freeze rapidly and it is prepared with only a low concentration component. A low concentration such as% is desirable.
However, at such a low concentration, the above-mentioned ice crystals do not grow to the region where the embryo 2 is enclosed beyond the air layer 4, and thus the embryo 2 cannot be frozen. Therefore, in the animal embryo cryopreservation solution according to the present embodiment, the concentration is increased to 1.5%. Since the test was conducted on the appropriateness of this concentration, the result will be described later.
Gentamicin is an antibiotic. In addition, myo-inositol is also a component contained in serum and is a component that promotes embryo development, and itself and its metabolites transmit intracellular substances, promote mitosis, and enter the cell during fertilization. It has the effect of adjusting osmotic pressure together with calcium release and glycine. In addition, sorbitol promotes metabolism and supports embryo development, and citric acid has an action of chelating metal ions and the like in addition to stimulating fatty acid synthesis. This action is thought to be involved in embryo development by maintaining cell-cell connections and promoting embryo compaction and blastocoel formation.
Apo-transferrin has an antioxidant effect. BME (EAA) is an abbreviation for Basel Medium Eagles (Essential Amino Acids Solution), and MEM (NEAA) is a Modified Eagles Medium (Non-essential Amino Acid Solution) , A MEM non-essential amino acid solution, which is a commercially available amino acid solution. These amino acid solutions promote embryo development when added to a medium.
Moreover, in the animal embryo cryopreservation method in the present embodiment, ice is necessary to gradually cool while using the program freezer in this way, and there is a trouble such as taking time for cooling, Alternatively, although there are disadvantages such as exposing the embryo 2 to a low temperature for a long period of time, there is no need to avoid osmotic shock by the stepwise method, etc., and since the straw is used, the operator directly touches the embryo 2 or the cryopreservation solution 3 There is no hygiene. Furthermore, since liquid nitrogen used at the time of freezing may be contaminated by microorganisms or the like, the fact that liquid nitrogen itself does not come into contact with an embryo or animal embryo cryopreservation solution is also highly effective in terms of hygiene.

ここで、本実施の形態に係る動物胚凍結保存液について、そのPVA濃度をパラメータとして、凍結−融解胚を3日間培養する試験を実施した。表2は試験に用いた動物胚凍結保存液である。但し、*1として示したBSAは、対照区として従来使用されている動物由来のタンパク質を含むものとして調製した動物胚凍結保存液であり、*2として示したPVAは、本実施の形態に係る動物胚凍結保存液である。なお、試験では、PVAの濃度として1.5%のみでなく、3%及び6%の濃度についても実施している。また、表1において、左欄から試薬の名称、100ml当りの試薬の重量、mMはミリモル量、FW(Formula Weight〉は各試薬の式量(分子量)を表している。但し、mMの欄においても単位を付して示してある量は、その単位による量となっている。  Here, with respect to the animal embryo cryopreservation solution according to the present embodiment, a test for culturing a freeze-thawed embryo for 3 days was performed using the PVA concentration as a parameter. Table 2 shows animal embryo cryopreservation solutions used in the test. However, BSA indicated as * 1 is an animal embryo cryopreservation solution prepared as containing a protein derived from an animal conventionally used as a control group, and PVA indicated as * 2 relates to the present embodiment. Animal embryo cryopreservation solution. In the test, the concentration of PVA is not only 1.5% but also 3% and 6%. In Table 1, from the left column, the name of the reagent, the weight of the reagent per 100 ml, mM represents the millimolar amount, and FW (Formula Weight> represents the formula weight (molecular weight) of each reagent, provided that in the mM column. The quantity indicated with the unit is the quantity by the unit.

Figure 2005261413
Figure 2005261413

試験は基礎培地に、1.8Mエチレングリコール、0.05Mトレハロース、25mMヘペス及び、表2に示すように、ゲンタマイシンを加え、さらにBSA又はPVAを添加して試験を行った。
試験方法は、動物胚凍結保存液を使って体外作出したウシ胚盤胞期胚(7−8日目胚)を凍結させて、凍結−融解胚を10%FBS(Fetal Bovine Serum)とMEM NEAAを添加したαMEM液で3日間培養し生存性を比較した。
表2に示された動物胚凍結保存液を用いて行った試験の結果として観測された胚の生存率を表3に示す。
The test was performed by adding 1.8 M ethylene glycol, 0.05 M trehalose, 25 mM hepes and gentamicin as shown in Table 2 to the basal medium, and further adding BSA or PVA.
In the test method, bovine blastocyst stage embryos (7-8 day embryos) produced in vitro using an animal embryo cryopreservation solution were frozen, and freeze-thawed embryos were treated with 10% FBS (Fetal Bovine Serum) and MEM NEAA. Viability was compared by culturing for 3 days in an αMEM solution supplemented with.
Table 3 shows the survival rate of the embryos observed as a result of the test conducted using the animal embryo cryopreservation solution shown in Table 2.

Figure 2005261413
Figure 2005261413

表3において、それぞれ20以上の処置胚数について、胚盤胞数、脱出期と脱出胚盤胞数、脱出胚盤胞数についてまとめた。
対照区として試験に加えられた従来のBSAを含む動物胚凍結保存液による結果に対して、本実施の形態に係る1.5%のPVAを含む動物胚凍結保存液による結果はほぼ同等であることが明確となった。
しかしながら、PVAの濃度を3%、6%と増加させるにつれて、特に脱出期と脱出胚盤胞数において、胚盤胞数からの減少が著しくなり、生存率の低下が極度に悪化する。本試験の結果から、PVAの濃度が3%以上となってしまうと、生存率は従来より悪化してしまうものの、略1.5%の濃度では、動物由来のタンパク質を用いずとも、十分高い生存率を維持することが可能であることが明示された。
なお、本試験前に予備試験を実施したが、その際には、PVAが0.3%〜1.0%添加した動物胚凍結保存液を調製したものの、凍結保存する際の植氷時に氷晶がストロー内の空気層を越えず、よって凍結保存ができないという不具合を生じていた。
Table 3 summarizes the number of blastocysts, the number of escape stages and the number of escaped blastocysts, and the number of escaped blastocysts for each of 20 or more treated embryos.
The results obtained with the animal embryo cryopreservation solution containing 1.5% PVA according to the present embodiment are almost equivalent to the results obtained with the conventional animal embryo cryopreservation solution containing BSA added to the test as a control group. It became clear.
However, as the concentration of PVA is increased to 3% and 6%, the decrease from the number of blastocysts becomes remarkable, particularly in the escape phase and the number of escaped blastocysts. From the result of this test, when the concentration of PVA is 3% or more, the survival rate is worse than before, but at a concentration of about 1.5%, it is sufficiently high without using animal-derived protein. It has been demonstrated that it is possible to maintain survival.
In addition, a preliminary test was conducted before this test. In this case, an animal embryo cryopreservation solution containing 0.3% to 1.0% PVA was prepared, but ice was frozen at the time of freezing. There was a problem that the crystal did not cross the air layer in the straw, and therefore could not be cryopreserved.

以上の結果より、動物胚凍結保存液として、胚操作が必要なガラス化保存法を用いることなく、直接的に融解胚を受胚動物に移植することが可能であると同時に、ウイルス感染などの心配がある動物由来のタンパク質を用いることなく、容易で安全性の高い動物胚凍結保存法を実現するための動物胚凍結保存液として、本実施の形態に係る動物胚凍結保存液が適していることが理解される。
また、この動物胚凍結保存液と胚をストローに封入して、緩慢凍結法を用いて徐々に冷却凍結する方法によれば、凍結−融解胚を直接ストローから受胚動物に移植することができ、作業者の負担が少なく、生存率の高い安全で衛生的な動物胚凍結保存法を実現することができる。
From the above results, it is possible to directly transfer thawed embryos to recipient animals without using a vitrification preservation method that requires embryo manipulation as an animal embryo cryopreservation solution. The animal embryo cryopreservation solution according to the present embodiment is suitable as an animal embryo cryopreservation solution for realizing an easy and safe animal embryo cryopreservation method without using an animal-derived protein of concern. It is understood.
Moreover, according to the method in which the animal embryo cryopreservation solution and the embryo are enclosed in a straw and gradually cooled and frozen using a slow freezing method, the freeze-thawed embryo can be directly transferred from the straw to the recipient animal. Therefore, it is possible to realize a safe and hygienic animal embryo cryopreservation method with less burden on workers and high survival rate.

本発明に係る動物胚凍結保存液と動物胚凍結保存法は、家畜の繁殖業などにおいて、胚の保存や胚の移植などに利用できるとともに、クローンの作出など広くバイオテクノロジーの分野において利用が可能である。  The animal embryo cryopreservation solution and the animal embryo cryopreservation method according to the present invention can be used for the preservation of embryos and transplantation of embryos in the breeding of livestock and the like, and can be widely used in the field of biotechnology such as the creation of clones. It is.

本実施の形態に係る動物胚凍結保存液を用いてウシ胚を凍結保存するためのストローにウシ胚を封入している状態を示す概念図である。  It is a conceptual diagram which shows the state which has enclosed the bovine embryo in the straw for cryopreserving a bovine embryo using the animal embryo cryopreservation liquid which concerns on this Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1…ストロー 2…胚 3…凍結保存液 4…空気層 5…シール  1 ... Straw 2 ... Embryo 3 ... Cryopreservation solution 4 ... Air layer 5 ... Seal

Claims (3)

基礎培地に、1.8Mエチレングリコールと0.05Mのトレハロースと25mMのヘペスと略1.5%(w/v)のポリビニルアルコール(PVA)を添加することを特徴とする動物胚凍結保存液。  An animal embryo cryopreservation solution characterized by adding 1.8 M ethylene glycol, 0.05 M trehalose, 25 mM hepes, and approximately 1.5% (w / v) polyvinyl alcohol (PVA) to a basal medium. 含有成分が表1で表される濃度であることを特徴とする動物胚凍結保存液。
Figure 2005261413
An animal embryo cryopreservation solution characterized in that the contained component has a concentration shown in Table 1.
Figure 2005261413
請求項1又は請求項2に記載された動物胚凍結保存液をストロー内に注入し、前記ストロー内に空気層を2箇所形成してその2箇所の空気層間の前記動物胚凍結保存液中に動物胚を配置して前記ストローの両端を封止する工程と、前記ストローを緩慢凍結法にて植氷させ前記ストロー内部の動物胚を凍結保存する工程と、前記凍結保存された動物胚を融解する工程とを有することを特徴とする動物胚凍結保存法。  The animal embryo cryopreservation solution according to claim 1 or 2 is injected into a straw, two air layers are formed in the straw, and the animal embryo cryopreservation solution between the two air layers is formed. A step of placing an animal embryo to seal both ends of the straw, a step of inoculating the straw by slow freezing and freezing the animal embryo inside the straw, and thawing the cryopreserved animal embryo An animal embryo cryopreservation method comprising the steps of:
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