JP2023170612A - Cryopreservation solution and cryopreservation method for porcine germ cell - Google Patents

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萌 井尻
Moe Ijiri
丞烋 玄
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Abstract

To provide a cryopreservation solution or a cryopreservation method for porcine sperm and porcine embryos (blastocysts), which demonstrates practical cryopreservation effects applicable to production sites.SOLUTION: Cryopreservation of porcine sperm involves using a cryopreservation solution that includes DMGA-PLL (dimethylglytarate-modified polylysine) 0.2-0.3 w/w%, glycerol 2-4 w/w%, trehalose 5-15 w/w%, and yolk 15-25 w/w%. Cryopreservation of porcine embryos (blastocysts) involves using a cryopreservation solution that includes DMGA-PLL (dimethylglytarate-modified polylysine) or CPLL (succinate-modified polylysine) 8-12 w/w%, ethylene glycol 30-35 w/w%, polyethylene glycol 1-3 w/w%, trehalose 15-25 w/w%, and bovine fetal serum 15-25 w/w%.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、ブタの精子や胚などの生殖細胞の凍結保存に有用な凍結保存液及び凍結保存方法に関する。 The present invention relates to a cryopreservation solution and cryopreservation method useful for cryopreservation of reproductive cells such as porcine sperm and embryos.

動物の細胞又は組織を長期に保存するために、0℃以下の温度での凍結保存法が日常的に用いられている。しかしながら、動物の細胞又は組織は水を含有し、凍結すると、凍結中に水分子同士が、溶質や混入物の媒質を排除しながら結晶化して水分子のみから成る氷結晶を形成するため、含水物中で溶質や混入物の媒質が不均一に拡散し、凍結濃縮が発生することが知られている。 For long-term preservation of animal cells or tissues, cryopreservation methods at temperatures below 0°C are routinely used. However, animal cells or tissues contain water, and when frozen, water molecules crystallize while excluding the medium of solutes and contaminants, forming ice crystals consisting only of water molecules. It is known that solutes and contaminants diffuse non-uniformly in a material, resulting in freeze concentration.

このような凍結濃縮を防止するため、様々な低分子化合物を添加する方法が行われている。例えば、細胞の凍結保存を行う場合に、凍結保存中に起こる細胞内の結晶化による細胞へのダメージを最小限に抑えるために、凍結保護剤として、低分子のジメチルスルホキシドやグリセロール等を添加する方法が行われている。 In order to prevent such freeze-concentration, methods of adding various low-molecular-weight compounds have been used. For example, when cryopreserving cells, low-molecular-weight dimethyl sulfoxide, glycerol, etc. are added as cryoprotectants to minimize damage to cells due to intracellular crystallization that occurs during cryopreservation. method is being done.

特に、子畜生産性向上や遺伝資源の保存を図るためには、家畜の精子などの生殖細胞を凍結保存することも行われている。特に、ウシ精子の凍結には、グリセリンを6~7重量%で含む凍結保存液が用いられてきた。また、ウシ卵子及び胚の凍結に用いられる凍結保護剤としては、グリセリン、エチレングリコール、プロパンダイオールが知られている。 In particular, in order to improve livestock productivity and preserve genetic resources, reproductive cells such as sperm of livestock are also cryopreserved. In particular, a cryopreservation solution containing 6 to 7% by weight of glycerin has been used to freeze bovine spermatozoa. Additionally, glycerin, ethylene glycol, and propane diol are known as cryoprotectants used for freezing bovine eggs and embryos.

ところが、ブタの精子や胚(胚盤胞)の凍結保存は、凍結時のダメージが大きいことから、一般に困難であるとされている(非特許文献1~2)。非特許文献1の冒頭には、次のように記載されている:「ブタ凍結精液は,凍結時のダメージにより融解後の精子機能性が損なわれ,人工授精後の繁殖成績が低いことから生産現場ではほとんど使用されていない。」 However, cryopreservation of pig spermatozoa and embryos (blastocysts) is generally considered difficult because of the large damage caused during freezing (Non-patent Documents 1 and 2). The beginning of Non-Patent Document 1 states as follows: ``Pig frozen semen cannot be produced because the sperm functionality after thawing is impaired due to damage during freezing and the reproductive performance after artificial insemination is low.'' It is hardly used in the field."

また、特許文献4の[0002]~[0003]には、次のとおり記載されている。
[0002]・・ウシ以外の家畜については、人工授精技術が十分に確立していない状況である。
[0003]・・日本の養豚産業では主に自然交配が行われており、種雄ブタを飼育する必要があるため経費がかかる。また、・・作業にも危険が生じる。更に、自然交配には多大な労力を必要とする・・
Further, [0002] to [0003] of Patent Document 4 describes as follows.
[0002] Artificial insemination techniques for livestock other than cows are not yet fully established.
[0003]...Japan's pig farming industry mainly uses natural breeding, which is expensive as it is necessary to raise male pigs. Also, the work is dangerous. Furthermore, natural breeding requires a great deal of effort...

非特許文献1~2及び特許文献4によると、ブタの精子の凍結保存液としては、ブタの人工授精用の一般的な希釈液である「NSF(Niwa and Sasaki freezing extender; 80%(v/v), 0.31mol Lactose monohydrate, 20%(v/v) egg yolk, 1000U/ml penicillin G potassium, 1mg/ml streptomycin sulfate)」に、3重量%前後となるようにグリセリンを添加した、浸透圧400mOsm/kgの溶液などが主として検討されて来た。 According to Non-Patent Documents 1 and 2 and Patent Document 4, a cryopreservation solution for pig sperm is ``NSF (Niwa and Sasaki freezing extender; 80%(v/ v), 0.31mol Lactose monohydrate, 20%(v/v) egg yolk, 1000U/ml penicillin G potassium, 1mg/ml streptomycin sulfate), with glycerin added to approximately 3% by weight, osmotic pressure 400mOsm. /kg solutions have mainly been studied.

一方、本件出願人は、ウシ精子の凍結保存を行うにあたり、両性高分子電解質としてのカルボキシル化ポリリジン(特には無水コハク酸変性ポリリジン)0.3~0.9w/w%とグリセリン2~4w/w%という非常に限定された組成により優れた効果を見出した(特許文献1)。 On the other hand, in cryopreserving bovine spermatozoa, the applicant used carboxylated polylysine (particularly succinic anhydride-modified polylysine) at 0.3 to 0.9 w/w% and glycerin at 2 to 4 w/w% as ampholytic polyelectrolytes. Excellent effects were found with a very limited composition (Patent Document 1).

本件出願人は、これより以前に、このカルボキシル化ポリリジンを例えば7~10w/w%含有する凍結保存液が、繊維芽細胞や幹細胞などの細胞・組織の凍結保存に優れた効果が得られることを見出した(特許文献2)。一方、このような幹細胞などのための凍結保存液を部分的に改良した「ガラス化液」として、エチレングリコール及びスクロースを添加することも提案されている(特許文献3)。この部分的に改良された「ガラス化液」は、具体的には(実施例では)、カルボキシル化ポリリジンとしての、無水コハク酸変性ポリリジン(CPLL)またはジメチルグリタル酸変性ポリリジン(DMGA-PLL)25mM(約10重量%;分子量約4000)と、エチレングリコール6M(約37重量%;分子量62)と、スクロース0.5M(約17重量%;分子量342)とを含有する。特許文献3の実施例8及びその結果を示す図15によると、ジメチルグリタル酸変性ポリリジンを用いた場合に、間葉系幹細の生存率が高かった。 The applicant had previously discovered that a cryopreservation solution containing, for example, 7 to 10 w/w% of this carboxylated polylysine has an excellent effect on the cryopreservation of cells and tissues such as fibroblasts and stem cells. discovered (Patent Document 2). On the other hand, it has also been proposed to add ethylene glycol and sucrose as a "vitrification solution" which is a partially improved cryopreservation solution for stem cells and the like (Patent Document 3). This partially improved "vitrification fluid" is specifically (in the examples) succinic anhydride-modified polylysine (CPLL) or dimethyl glitaric acid-modified polylysine (DMGA-PLL) as carboxylated polylysine. Contains 25mM (approximately 10% by weight; molecular weight approximately 4000), 6M ethylene glycol (approximately 37% by weight; molecular weight 62), and 0.5M sucrose (approximately 17% by weight; molecular weight 342). According to Example 8 of Patent Document 3 and FIG. 15 showing the results, the survival rate of mesenchymal stem cells was high when dimethylglitaric acid-modified polylysine was used.

ウシ精子などとは異なり、ブタ精子やブタ胚(胚盤胞)については、生産現場に導入し得る実用的な凍結保存液または凍結保存方法の開発が待ち望まれていた。 Unlike bovine sperm, etc., the development of a practical cryopreservation solution or cryopreservation method for pig sperm and pig embryos (blastocysts) that can be introduced into production sites has been awaited.

PCT/JP2017/029979(WO2018/038115A)PCT/JP2017/029979 (WO2018/038115A) PCT/JP2009/002941(WO2009/157209A;日本特許第5726525号)PCT/JP2009/002941 (WO2009/157209A; Japanese Patent No. 5726525) 日本特許第6678931号Japanese Patent No. 6678931 特開2018-113936JP2018-113936

日豚会誌 49(3)128-132 (2012,9月),「高浸透圧凍結希釈液を用いたバークシャーおよびアグー精子の凍結保存におけるglycerol 濃度の影響」,知念 司 他https://www.jstage.jst.go.jp/article/youton/49/3/49_128/_pdfhttps://agriknowledge.affrc.go.jp/RN/2010833581Journal of the Japan Pig Society 49 (3) 128-132 (September 2012), “Effect of glycerol concentration on cryopreservation of Berkshire and Agu spermatozoa using high osmotic freezing dilution solution”, Tsukasa Chinen et al. https://www. jstage.jst.go.jp/article/youton/49/3/49_128/_pdfhttps://agriknowledge.affrc.go.jp/RN/2010833581 Journal of Reproduction and Development, 45(5) 345-350 (1999), “Reproduction in Pigs Using Frozen-Thawed Spermatozoa from Epididymis Stored at 4C”, Kazuhiro KIKUCHI et al.https://www.jstage.jst.go.jp/article/jrd/45/5/45_5_345/_pdfJournal of Reproduction and Development, 45(5) 345-350 (1999), “Reproduction in Pigs Using Frozen-Thawed Spermatozoa from Epididymis Stored at 4C”, Kazuhiro KIKUCHI et al. https://www.jstage.jst.go. jp/article/jrd/45/5/45_5_345/_pdf

そこで、本発明は、ブタ精子やブタ胚(胚盤胞)の凍結保存用組成物及び凍結保存方法において、子畜生産性向上や遺伝資源の保存を目的として、実用的に問題のないレベルでの保存効果が得られるものを提供する。 Therefore, the present invention provides a cryopreservation composition and a cryopreservation method for pig sperm and pig embryos (blastocysts) at a practically acceptable level for the purpose of improving livestock productivity and preserving genetic resources. We provide products that provide a preservation effect.

上記課題を解決するため鋭意研究を行った結果、ブタ精子やブタ胚(胚盤胞)について、下記の非常に限定された組成を採用する場合に、良好な凍結保存効果を有することを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive research to solve the above problems, we found that pig sperm and pig embryos (blastocysts) have good cryopreservation effects when the following very limited composition is adopted. The present invention has now been completed.

ブタ精子の凍結保存には、置換された構成単位(個々の無水リジン単位のうちのカルボキシル化されたもの)の割合が50~99モル%であるDMGA-PLL(ジメチルグリタル酸変性ポリリシン)0.2~0.3w/w%(または0.2w/w%以上で0.3w/w%未満)と、グリセリン2~4w/w%(または2~3w/w%)と、トレハロース5~15w/w%(または5~13w/w%)と、卵黄15~25w/w%(または17~23w/w%)とを含む凍結保存液を用いる。 For cryopreservation of pig spermatozoa, DMGA-PLL (dimethylglitarate-modified polylysine) 0.2 with a proportion of substituted building blocks (carboxylated individual anhydride lysine units) ranging from 50 to 99 mol% is used. ~0.3w/w% (or more than 0.2w/w% but less than 0.3w/w%), glycerin 2~4w/w% (or 2~3w/w%), and trehalose 5~15w/w% ( or 5 to 13 w/w%) and egg yolk to 15 to 25 w/w% (or 17 to 23 w/w%).

ブタ胚(胚盤胞)の凍結保存には、置換された構成単位の割合が50~99モル%であるDMGA-PLL(ジメチルグリタル酸変性ポリリシン)またはCPLL(コハク酸変性ポリリシン)8~12w/w%と、エチレングリコール30~35w/w%と、ポリエチレングリコール1~3w/w%と、トレハロース15~25w/w%と、ウシ胎子血清15~25w/w%とを含む、ブタ胚(胚盤胞)の凍結保存液を用いる。 For cryopreservation of pig embryos (blastocysts), use DMGA-PLL (dimethyl glutaric acid-modified polylysine) or CPLL (succinic acid-modified polylysine) 8-12w with a proportion of substituted structural units of 50-99 mol%. porcine embryo ( Use cryopreservation solution of blastocyst).

本発明によれば、ブタ精子やブタ胚(胚盤胞)を凍結保存して、子畜生産などの現場で使用することで、生産性向上を図ることができる。 According to the present invention, productivity can be improved by cryopreserving pig sperm and pig embryos (blastocysts) and using them at sites such as child production.

DMGA-PLLの濃度が、融解後のブタ精子の生存指数に及ぼす影響を示すグラフである。It is a graph showing the influence of the concentration of DMGA-PLL on the survival index of pig sperm after thawing. DMGA-PLLの濃度が、融解後のブタ精子を用いて作出した体外受精卵の体外発生能に及ぼす影響を示すグラフである。2 is a graph showing the influence of the concentration of DMGA-PLL on the in vitro developmental ability of in vitro fertilized eggs produced using thawed pig sperm. DMGA-PLLの濃度が、融解後のブタ精子の体外受精能に及ぼす影響を示すグラフである。It is a graph showing the influence of the concentration of DMGA-PLL on the in vitro fertilization ability of pig sperm after thawing. CPLLの濃度が、融解後のブタ精子の生存指数に及ぼす影響を示すグラフである。2 is a graph showing the influence of the concentration of CPLL on the survival index of pig sperm after thawing. CPLLの濃度が、融解後のブタ精子を用いて作出した体外受精卵の体外発生能に及ぼす影響を示すグラフである。2 is a graph showing the influence of the concentration of CPLL on the in vitro developmental ability of in vitro fertilized eggs produced using thawed pig sperm.

本発明に係る、ブタ生殖細胞の凍結保存液は、数平均分子量1,000~20,000のε-ポリ-L-リジン(下記化学式I)のアミノ基の50~99モル%について、コハク酸無水物またはジメチルグリタル酸無水物(下記化学式II)を反応させてカルボキシル化することでブロックした、カルボキシル化ポリリジン(以下、適宜「不凍ポリアミノ酸」と称する)を含有する。下記化学式Iのε-ポリ-L-リジンの重合度nは、典型的には25~35(数平均分子量3200~4500)である。 The cryopreservation solution for pig germ cells according to the present invention contains succinic anhydride or dimethyl Contains carboxylated polylysine (hereinafter appropriately referred to as "antifreeze polyamino acid") that is blocked by carboxylation by reacting with glitaric anhydride (chemical formula II below). The degree of polymerization n of ε-poly-L-lysine of the following chemical formula I is typically 25 to 35 (number average molecular weight 3200 to 4500).

<化学式I>

Figure 2023170612000002
<Chemical formula I>
Figure 2023170612000002

<化学式II>
コハク酸無水物(無水琥珀酸) ジメチルグリタル酸無水物

Figure 2023170612000003
<Chemical formula II>
Succinic anhydride (succinic anhydride) Dimethylglitaric anhydride
Figure 2023170612000003

本発明において、ε-ポリ-L-リジンとしては、微生物又は酵素により生産される数平均分子量が1,000~20,000または1,000~10,000、特には3,000~5,000のε-ポリ-L-リジンを挙げることができる。ε-ポリ-L-リジンは、ストレプトマイセス属(Streptomyces)に属する放線菌により生産されて、食品保存料として用いられている。重合度15~35または25~35のものの他、重合度が20以下のものの生産も試みられている(例えば、特開2003-171463号公報及び特開2005-318815号公報)。数平均分子量又は数平均重合度の測定は、SDS-PAGE(ドデシル硫酸ナトリウム-ポリアクリルアミドゲル電気泳動)法により、例えば、アトー(株)製の電気泳動装置及びデンシトグラフ(AE-6920V型)を用いて容易に測定することができる。このとき、標準タンパク質マーカーを用いる。なお、ε-ポリ-L-リジンは、加熱処理による高分子量化により分子量30,000以上として用いることもできる。しかしながら、粘度の上昇を防ぐ等の観点から上記の分子量範囲が好ましい。 In the present invention, examples of ε-poly-L-lysine include ε-poly-L-lysine produced by microorganisms or enzymes and having a number average molecular weight of 1,000 to 20,000 or 1,000 to 10,000, particularly 3,000 to 5,000. can. ε-Poly-L-lysine is produced by actinomycetes belonging to the genus Streptomyces and is used as a food preservative. In addition to those with a degree of polymerization of 15 to 35 or 25 to 35, attempts have been made to produce those with a degree of polymerization of 20 or less (for example, JP-A No. 2003-171463 and JP-A No. 2005-318815). The number average molecular weight or number average degree of polymerization is measured by SDS-PAGE (sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis) using, for example, an electrophoresis device and a densitograph (model AE-6920V) manufactured by ATTO Co., Ltd. It can be easily measured using At this time, standard protein markers are used. Note that ε-poly-L-lysine can also be used with a molecular weight of 30,000 or more by increasing the molecular weight by heat treatment. However, from the viewpoint of preventing an increase in viscosity, etc., the above molecular weight range is preferable.

「不凍ポリアミノ酸」としてのカルボキシル化リジンは、ε-ポリ-L-リジンのアミノ基について、好ましくは50~99モル%、特に50~93モル%、より好ましくは50~90モル%、さらに好ましくは55~80モル%、最も好ましくは58~76モル%をカルボキシル化することでブロックしたものである。 Carboxylated lysine as an "antifreeze polyamino acid" is preferably 50 to 99 mol%, particularly 50 to 93 mol%, more preferably 50 to 90 mol%, and It is preferably blocked by 55 to 80 mol%, most preferably 58 to 76 mol% by carboxylation.

ε-ポリ-L-リジンのアミノ基に対して52~53モル%のコハク酸無水物またはジメチルグリタル酸無水物(上記化学式II)を反応させることで約50モル%のアミノ基をブロックすることができる。また、100モル%のコハク酸無水物またはジメチルグリタル酸無水物を反応させた場合、通常の反応条件で、90~95モル%のアミノ基をブロックすることができる。ブロック率が上記の範囲を超えても、また、下回っても、凍結保存効果が小さくなる。 Approximately 50 mol% of the amino groups of ε-poly-L-lysine are blocked by reacting 52 to 53 mol% of succinic anhydride or dimethylglitaric anhydride (chemical formula II above) to the amino groups of ε-poly-L-lysine. be able to. Furthermore, when 100 mol% of succinic anhydride or dimethylglitaric anhydride is reacted, 90 to 95 mol% of amino groups can be blocked under normal reaction conditions. If the block rate exceeds or falls below the above range, the cryopreservation effect will be reduced.

本発明に係るブタ生殖細胞の凍結保存液は、生理的水溶液に、上記不凍ポリアミノ酸(カルボキシル化リジン)と、後述する追加成分を溶解したものでありうる。生理的水溶液としては、生理食塩水の他、各種の細胞又は組織用の一般的な培養液を用いることができる。例えば、ダルベッコ改変イーグルMEM培地(DMEM)を好ましいものとして挙げることができる。 The cryopreservation solution for pig reproductive cells according to the present invention may be a physiological aqueous solution in which the above-mentioned antifreeze polyamino acid (carboxylated lysine) and additional components described below are dissolved. As the physiological aqueous solution, in addition to physiological saline, general culture solutions for various cells or tissues can be used. For example, Dulbecco's modified Eagle's MEM medium (DMEM) can be mentioned as preferred.

本発明の第一実施形態において、本発明に係るブタ精子の凍結保存液は、DMGA-PLL(ジメチルグリタル酸変性ポリリシン)0.2~0.3w/w%と、グリセリン2~4w/w%と、トレハロース5~15w/w%と、卵黄15~25w/w%とを含有する。当該グリセリン含有量は、従来においてウシ精子などの凍結保存に使用される量を有意に低減又は半減した量であり、本発明に係るブタ精子の凍結保存液は細胞毒性が低い。 In the first embodiment of the present invention, the pig sperm cryopreservation solution according to the present invention contains 0.2 to 0.3 w/w% of DMGA-PLL (dimethyl glycolate modified polylysine), 2 to 4 w/w% of glycerin, Contains 5 to 15 w/w% trehalose and 15 to 25 w/w% egg yolk. The glycerin content is significantly reduced or halved from the amount conventionally used for cryopreservation of bovine sperm, etc., and the cryopreservation solution for pig sperm according to the present invention has low cytotoxicity.

第一実施形態による好ましい凍結保存液は、人工受精の際におけるブタ精液用の希釈液であるNSF(Niwa and Sasaki freezing extender)に、DMGA-PLL(ジメチルグリタル酸変性ポリリシン)及びグリセリンを所定量だけ添加したものである。ここで用いるNSFは、ラクトース水和物に代えて、トレハロースを、低分子ポリアルコール成分ないしは低分子糖類成分として含有する、一種の修正NSFである。 A preferable cryopreservation solution according to the first embodiment includes a predetermined amount of DMGA-PLL (dimethyl glycolate modified polylysine) and glycerin in NSF (Niwa and Sasaki freezing extender), which is a diluent for pig semen during artificial insemination. only added. The NSF used here is a type of modified NSF that contains trehalose as a low-molecular polyalcohol component or low-molecular sugar component instead of lactose hydrate.

すなわち、凍結保存液のベースをなすNSFは、低分子ポリアルコールないしは低分子糖類化合物(単糖類または二糖類)としてのトレハロースと、卵黄と、抗生物質などの抗菌・抗ウイルス物質とを含有する。NSFは、特には、浸透圧が約400mOsm/kg(例えば350~430mOsm/kg)である。NSFは、低卵黄を添加したトリス・クエン酸緩衝液(卵黄トリス糖液(ET))などをベースにしたものであってもよい。また、抗生物質として、アミカシン、ジベカシン、ペニシリン、ストレプトマイシンなどを含有しうる。 That is, NSF, which forms the base of the cryopreservation solution, contains trehalose as a low-molecular polyalcohol or low-molecular sugar compound (monosaccharide or disaccharide), egg yolk, and antibacterial and antiviral substances such as antibiotics. NSF particularly has an osmolality of about 400 mOsm/kg (eg 350-430 mOsm/kg). The NSF may be based on a Tris-citrate buffer (egg yolk-Tris sugar solution (ET)) to which low egg yolk has been added. Furthermore, the antibiotic may include amikacin, dibekacin, penicillin, streptomycin, and the like.

第一実施形態による好ましい凍結保存方法は、(1) ブタ精液を前処理して、ブタ精子(前処理液中におけるブタ精子の高濃度懸濁液)を得る前処理工程と、(2) 前処理されたブタ精子(の高濃度懸濁液)を、上記修正NSFでもって希釈(1次希釈)する1次希釈工程と、(3) 上記修正NSFにDMGA-PLL(ジメチルグリタル酸変性ポリリシン)及びグリセリンを添加した2次希釈液を準備しておき、1次希釈後の懸濁液に2次希釈液を追加することで2次希釈を行う2次希釈工程と、(4) 保存用ストロー中に充填した後、予備凍結してから、-60℃以下の温度に保持する工程とを含む。 A preferred cryopreservation method according to the first embodiment includes (1) a pretreatment step of pretreating pig semen to obtain pig sperm (highly concentrated suspension of pig sperm in a pretreatment solution); (3) a first dilution step in which the treated pig spermatozoa (highly concentrated suspension) is diluted (first dilution) with the above modified NSF; ) and glycerin are prepared, and the second dilution step is performed by adding the second dilution solution to the suspension after the first dilution, and (4) for storage. After filling it into a straw, it is pre-frozen and then maintained at a temperature of -60°C or lower.

なお、ここで、前処理工程から、保存用ストロー(凍結保存用の細管状の容器)への充填までに、37℃前後(例えば33~40℃)から5℃前後(例えば2~8℃)へと、段階的に、または徐々に温度を下げる。また、予備凍結は、例えば-5℃~-20℃の雰囲気中に、充填済みの保存用ストローを置くことで行うことができる。 Note that from the pretreatment process to the time of filling the storage straw (tubular container for cryopreservation), the temperature ranges from around 37°C (e.g. 33 to 40°C) to around 5°C (e.g. 2 to 8°C). Lower the temperature step by step or gradually. Further, pre-freezing can be performed, for example, by placing the filled storage straw in an atmosphere of -5°C to -20°C.

また、好ましくは、径が5mm以下である凍結保存用ストローを用い、予備凍結の後には、プログラムフリーザーなどによる冷却速度100℃/分以下の緩慢凍結法で、または、液体窒素浸漬により冷却速度300℃/分以上のガラス化凍結法で、-140℃以下にまで冷却する。 Preferably, a straw for cryopreservation with a diameter of 5 mm or less is used, and after preliminary freezing, a slow freezing method using a program freezer or the like at a cooling rate of 100°C/min or less, or a cooling rate of 300°C by immersion in liquid nitrogen is used. Cool to below -140°C using the vitrification freezing method at a rate of at least °C/min.

本発明の第二実施形態において、本発明に係るブタ胚(胚盤胞)の凍結保存液は、置換された構成単位の割合が50~99モル%であるDMGA-PLL(ジメチルグリタル酸変性ポリリシン)またはCPLL(コハク酸変性ポリリシン)8~12w/w%と、エチレングリコール30~35w/w%と、ポリエチレングリコール1~3w/w%と、トレハロース15~25w/w%と、ウシ胎子血清15~25w/w%とを含有する。凍結保存対象のブタ胚としては、例えば体外受精(IVF)により4~8日間(好ましくは5~7日間)発生させたブタ胚等が挙げられる。 In the second embodiment of the present invention, the cryopreservation solution for pig embryos (blastocysts) according to the present invention is a DMGA-PLL (dimethyl glutaric acid modified polylysine) or CPLL (succinic acid-modified polylysine) 8-12 w/w%, ethylene glycol 30-35 w/w%, polyethylene glycol 1-3 w/w%, trehalose 15-25 w/w%, and fetal bovine serum. Contains 15 to 25 w/w%. Examples of pig embryos to be cryopreserved include pig embryos developed for 4 to 8 days (preferably 5 to 7 days) by in vitro fertilization (IVF).

第二実施形態による好ましい凍結保存方法は、ブタ胚(胚盤胞)を第1平衡液、第2平衡液、及び上記の凍結保存液中へと順に移す工程、この後、凍結保存液中のブタ胚を、予備凍結なしに、-60℃以下の雰囲気中にて保持する工程とを含み、第1平衡液は、細胞培養培地に、5~15%のエチレングリコール、15~25%のFBS(ウシ胎児血清)および3~7%のDMGA-PLL及び/またはCPLLの溶液を含有するように添加したものであり、第2平衡液は、細胞培養培地に、5~15%のエチレングリコール、0.5~2%のポリエチレングリコール、0.2~0.4Mのトレハロース、15~25%のFBSおよび7~13%のDMGA-PLL及び/またはCPLLの溶液を含有するように添加したものである。 A preferred cryopreservation method according to the second embodiment includes the steps of sequentially transferring a pig embryo (blastocyst) into a first equilibrium solution, a second equilibrium solution, and the above-mentioned cryopreservation solution; The first equilibrium solution includes a step of maintaining the pig embryo in an atmosphere below -60°C without pre-freezing, and the first equilibrium solution is a cell culture medium containing 5 to 15% ethylene glycol and 15 to 25% FBS. (fetal bovine serum) and a solution of 3-7% DMGA-PLL and/or CPLL, and the second equilibrium solution is a cell culture medium containing 5-15% ethylene glycol, It was added to contain a solution of 0.5-2% polyethylene glycol, 0.2-0.4M trehalose, 15-25% FBS, and 7-13% DMGA-PLL and/or CPLL.

凍結したブタ生殖細胞を使用する場合には、各種細胞の一般的な融解方法に準じて、凍結したウシ細胞を融解し、使用することができる。なお、不凍ポリアミノ酸は、細胞毒性が低く、ジメチルスルホキシド等と異なり、融解時に除去する必要はない。 When using frozen porcine reproductive cells, frozen bovine cells can be thawed and used according to a general thawing method for various cells. Note that antifreeze polyamino acids have low cytotoxicity, and unlike dimethyl sulfoxide and the like, there is no need to remove them upon thawing.

また、本発明に係るブタ生殖細胞の凍結保存液を、ブタ生殖細胞の凍結保存用キットとして提供することもできる。当該キットには、凍結保存用組成物に加えて、例えば凍結保存に使用する容器、キットの取扱説明書等を含むことができる。 Furthermore, the cryopreservation solution for pig germ cells according to the present invention can also be provided as a kit for cryopreservation of pig germ cells. In addition to the composition for cryopreservation, the kit can include, for example, a container used for cryopreservation, an instruction manual for the kit, and the like.

以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれら実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be explained in more detail using Examples, but the technical scope of the present invention is not limited to these Examples.

〔実施例1〕不凍ポリアミノ酸を用いたブタ精子の凍結保存
1-1.ジメチルグリタル酸変性ポリリジン(DMGA-PLL)の調製
ε-ポリ-L-リジン(JNC社、分子量4000)の25%水溶液に、モル%で65%の3,3-ジメチルグルタル酸無水物(DMGA、シグマアルドリッチ)または無水コハク酸(東京化成)を添加し、ε-ポリ-L-リジン分子中のアミノ基の60モル%についてカルボキシル化することでブロックした不凍ポリアミノ酸を作製した。
[Example 1] Cryopreservation of pig sperm using antifreeze polyamino acids 1-1. Preparation of dimethyl glutaric acid-modified polylysine (DMGA-PLL) Add 65% 3,3-dimethylglutaric anhydride (DMGA , Sigma-Aldrich) or succinic anhydride (Tokyo Kasei) to carboxylate 60 mol% of the amino groups in the ε-poly-L-lysine molecule to produce blocked antifreeze polyamino acids.

1-2.1次希釈液及び2次希釈液の調製
まず、人工授精の際におけるブタ精液用の希釈液であるNSF(Niwa and Sasaki freezing extender)として、下記<表1>のように、従来のものから修正して用いた。NSFは、下記の組成で混合した後、延伸処理して上澄み液を採取したものである。
1-2. Preparation of primary dilution liquid and secondary dilution liquid First, as NSF (Niwa and Sasaki freezing extender), which is a dilution liquid for pig semen during artificial insemination, the conventional I modified it from the original and used it. NSF was obtained by mixing the composition shown below, stretching the mixture, and collecting the supernatant liquid.

<表1>NSFの組成(100ml調整時)
<Table 1> Composition of NSF (when adjusting 100ml)

上記表1のNSFをベースにして、1次希釈液及び2次希釈液を下記のとおりに調製した。
・1次希釈液:NSF 99.26%およびOrvus ES Paste 0.74%(体積比)の混合液。ここで、Orvus ES Pasteは、卵黄に含まれる成分を均一に溶解させるために用いる界面活性剤である。
・2次希釈液:NSF 91.26%、Orvus ES Paste 0.74%、グリセリン6%、および、DMGA-PLLまたはCPLLの25重量%溶液2%(体積比)の混合液。
Based on the NSF in Table 1 above, a first dilution solution and a second dilution solution were prepared as follows.
・Primary dilution liquid: A mixture of NSF 99.26% and Orvus ES Paste 0.74% (volume ratio). Here, Orvus ES Paste is a surfactant used to uniformly dissolve components contained in egg yolk.
・Secondary dilution liquid: A mixed solution of NSF 91.26%, Orvus ES Paste 0.74%, glycerin 6%, and 2% (volume ratio) of a 25% by weight solution of DMGA-PLL or CPLL.

1-3.ブタ精子の凍結保存
食用ブタ(デュロック)の精子を凍結保存するにあたり、精子の濃度を測定後、前処理液(モデナ液)、1次希釈液および2次希釈液を用いて定法により希釈・平衡しつつ、徐々に温度を下げるようにした。この際、1次希釈液と2次希釈液とは同一の量を用いるようにした。具体的には、下記のとおりに行った。
1-3. Cryopreservation of pig sperm To cryopreserve sperm from edible pigs (Duroc), after measuring the sperm concentration, dilute and equilibrate using a pretreatment solution (Modena solution), primary dilution solution, and secondary dilution solution using a standard method. At the same time, I gradually lowered the temperature. At this time, the same amounts of the primary dilution liquid and the secondary dilution liquid were used. Specifically, it was performed as follows.

(1)前処理
採取した精液を、37℃に温めたモデナ(Modena)液により希釈し、遠心分離処理(3000rpm、25℃、15分間)後、パスツールピペットを接続したアスピレーターを用いて、沈殿物(精子)を吸引しないように上澄みを除去した。次いで、精子濃度が10.0×108匹/mlになるように前処理液(モデナ液)を添加して懸濁した。ここで、モデナ(Modena)液としては、下記表2の組成のものを用いた。
(1) Pretreatment The collected semen was diluted with Modena solution warmed to 37°C, centrifuged (3000 rpm, 25°C, 15 minutes), and then precipitated using an aspirator connected to a Pasteur pipette. The supernatant was removed without aspirating any substances (sperm). Next, a pretreatment solution (Modena solution) was added and suspended so that the sperm concentration was 10.0×10 8 sperm/ml. Here, the Modena liquid having the composition shown in Table 2 below was used.

<表2>モデナ液の組成(1000ml調整時)

Figure 2023170612000005
<Table 2> Composition of Modena liquid (when adjusting 1000ml)
Figure 2023170612000005

(2)1次希釈
再度、前処理の際と同様に、遠心分離処理し、上澄みを除去した。そして、精子濃度が20.0×108匹/mlになるように1次希釈液を添加して懸濁させた。次いで、15℃のインキュベーター内に30分間、10℃のインキュベーター内に1.5時間、及び5℃のインキュベーター内に1時間、この順に静置した。
(2) Primary dilution The mixture was centrifuged again in the same manner as in the pretreatment, and the supernatant was removed. Then, a primary dilution solution was added and suspended so that the sperm concentration was 20.0×10 8 sperm/ml. Then, it was placed in a 15°C incubator for 30 minutes, in a 10°C incubator for 1.5 hours, and in a 5°C incubator for 1 hour in this order.

(3)2次希釈
上記の1次希釈で得られた懸濁液に、1次希釈液と等量の2次希釈液を数回に分けて添加することで、精子の最終濃度が10.0×108匹/mlになるように調整した。次いで、5℃のインキュベーター内にて20分間静置した。
(3) Secondary dilution The final concentration of spermatozoa can be reduced to 10.0x by adding the secondary dilution in several times in an equal volume to the primary dilution to the suspension obtained in the primary dilution above. The concentration was adjusted to 108 animals/ml. Then, it was left standing in an incubator at 5°C for 20 minutes.

(4)保存用ストローへの充填と凍結保存
以上のように作製した精子希釈液を保存用ストローへ0.5mlずつ充填し、ストロー封入器を用いて封入した。次いで、ストローを液体窒素の上面4cmの位置に10分間保持することにより予備凍結後、液体窒素中に移して保存した。
(4) Filling straws for storage and cryopreservation The diluted sperm solution prepared as described above was filled in 0.5 ml portions into straws for storage and sealed using a straw enclosing device. The straws were then pre-frozen by holding them 4 cm above the liquid nitrogen for 10 minutes, and then transferred into liquid nitrogen and stored.

(5)融解・人工授精
凍結ストローを温湯中で融解し、注入器を用いて人工授精した。
(5) Thawing/artificial insemination Frozen straws were thawed in warm water, and artificial insemination was performed using a syringe.

1-4.DMGA-PLL及びCPLLを0.25重量%添加した場合のブタの妊娠および分娩状況に及ぼす影響
DMGA-PLL(ジメチルグリタル酸変性ポリリシン)またはCPLL(コハク酸変性ポリリシン)を、上記2次希釈液に0.5重量%となるように添加することで、凍結保存液中に0.25重量%の濃度で含有されるようにした。後述するように、CPLLおよびDMGA-PLLのいずれにおいてもNSFへの最適添加濃度は0.25重量%であることが示された。
1-4. Effects of adding 0.25% by weight of DMGA-PLL and CPLL on pregnancy and parturition status in pigs
By adding DMGA-PLL (dimethyl glitaric acid-modified polylysine) or CPLL (succinic acid-modified polylysine) to the above secondary dilution solution at a concentration of 0.5% by weight, it can be added to the cryopreservation solution at a concentration of 0.25% by weight. included. As described below, it was shown that the optimal concentration of both CPLL and DMGA-PLL to be added to NSF is 0.25% by weight.

上記の手順で、凍結保存したブタ精子を雌(ランドレース×大ヨークシャー)に人工授精し、妊娠および分娩状況について調査した。同時に、カルボキシル化リジン無添加の液中で凍結保存した精子、および、低温(17℃)で3日間保存した精子を用いた人工授精も実施した。このようにして人工授精したブタの妊娠および分娩状況に及ぼす影響について調べた結果を、下記表3にまとめて示す。 A female (Landrace x Large Yorkshire) was artificially inseminated using the cryopreserved pig sperm according to the above procedure, and the pregnancy and parturition status were investigated. At the same time, artificial insemination was performed using spermatozoa cryopreserved in a solution without carboxylated lysine and spermatozoa preserved at low temperature (17°C) for 3 days. The results of an investigation into the effects of artificial insemination on the pregnancy and parturition status of pigs in this manner are summarized in Table 3 below.

低温(17℃)での保存は、ブタの人工授精のために子畜生産の現場で一般に行われている方法にしたがって行った。詳しくは、雄豚から採精後、37℃に加温したHIRO-SWINE B液にて希釈したものを、遮光可能な容器に入れて25℃の環境を維持しながら運搬し、その後緩やかに17℃まで冷却して保存した。なお、別途の精子運動解析装置(Sperm Motility Analysis System: SMAS)を用いた実験により、15~17℃で3日間の保存までは、精子の運動性(静止運動率及び直線速度)の低下の兆候は見られなかった。 Storage at low temperature (17°C) was carried out in accordance with the method commonly used in piglet production sites for artificial insemination of pigs. Specifically, after collecting semen from a male pig, dilute it with HIRO-SWINE B solution heated to 37℃, transport it in a light-shielding container while maintaining an environment of 25℃, and then gently heat it to 17℃. It was cooled and stored at ℃. Additionally, experiments using a separate sperm motility analysis system (SMAS) have shown that there are no signs of decline in sperm motility (resting motility rate and linear velocity) until storage at 15-17°C for 3 days. was not seen.

下記表3において、「総産子数」及び「生存産子数」の括弧の中の数字は、分娩した一頭あたりの数である。下記表3の右端には、「生存産子数」を「人工授精頭数」で割った値を示す。なお、「生存産子数」は、分娩時に生存していた産子の数である。 In Table 3 below, the numbers in parentheses for "total number of litters" and "number of live litters" are the numbers per calving cow. The right end of Table 3 below shows the value obtained by dividing the "number of live offspring" by the "number of artificially inseminated animals." Note that the "number of live offspring" is the number of offspring that were alive at the time of delivery.

<表3>精子凍結保存液へのCPLLおよびDMGA-PLLの添加が人工授精したブタの妊娠および分娩状況に及ぼす影響

Figure 2023170612000006
<Table 3> Effect of addition of CPLL and DMGA-PLL to sperm cryopreservation solution on pregnancy and parturition status of artificially inseminated pigs
Figure 2023170612000006

*人工授精頭数に対する割合
**妊娠頭数に対する割合
***生存産子数/人工授精頭数
a-c各カラムの異符号間に有意差あり (P<0.01あるいは0.05)
* Percentage of artificially inseminated animals
** Percentage of pregnant animals
*** Number of live offspring/number of artificial inseminations
acThere is a significant difference between different signs in each column (P<0.01 or 0.05)

表3の右端の結果によると、DMGA-PLL(ジメチルグリタル酸変性ポリリシン)を0.25重量%含有する所定の凍結保存液を用いた場合に、凍結を行わずに比較的低温(17℃)にて短時間保存した場合と、あまり差がなかった。このことから、子畜生産の現場などに適用可能なレベルでの凍結保存効果が得られたと判断された。 According to the results on the right side of Table 3, when using a specified cryopreservation solution containing 0.25% by weight of DMGA-PLL (dimethyl glitaric acid-modified polylysine), the temperature at a relatively low temperature (17°C) without freezing was observed. There was not much difference between the two cases and the case of short-term storage. From this, it was determined that the cryopreservation effect was achieved at a level applicable to child livestock production sites.

一方、DMGA-PLL(ジメチルグリタル酸変性ポリリシン)やCPLL(コハク酸変性ポリリシン)の濃度が、融解後のブタ精子の生存指数、体外発生能及び体外受精能に及ぼす影響について、上記表3の実験の前に予め調べておいた。この実験結果を、図1~6に示す。 On the other hand, the effects of the concentration of DMGA-PLL (dimethyl glitaric acid-modified polylysine) and CPLL (succinic acid-modified polylysine) on the survival index, in vitro developmental ability, and in vitro fertilization ability of pig sperm after thawing are shown in Table 3 above. I researched this before the experiment. The results of this experiment are shown in FIGS. 1 to 6.

上述の手順にて、凍結保存液として、上記修正NSF(トレハロースベース)に、3.0%のグリセリンと、0、0.125、0.25および0.5%のカルボキシル化リジン(DMGA-PLLまたはCPLL)が含有されるようにしたものを用い、食用ブタ(デュロック)の精子を凍結保存した。融解0、3、6、9および12時間後に精子の活力を顕微鏡下で観察し、得られた結果から精子生存指数を算出した。ここで、精子生存指数は、顕微鏡観察により、運動性を有していると判断された精子の割合とその運動力の強弱を数値化したものである。 Using the above procedure, the above-mentioned modified NSF (trehalose-based) was prepared to contain 3.0% glycerin and 0, 0.125, 0.25, and 0.5% carboxylated lysine (DMGA-PLL or CPLL) as a cryopreservation solution. Sperm from edible pigs (Duroc) was cryopreserved. After 0, 3, 6, 9, and 12 hours of thawing, the sperm vitality was observed under a microscope, and the sperm viability index was calculated from the obtained results. Here, the sperm survival index is a numerical representation of the percentage of sperm determined to be motile and the strength of their motile force through microscopic observation.

また、凍結保存したブタ精子の体外受精能について調査するために、食肉センター由来の卵巣から回収・作出した体外成熟卵に、融解後の精子を媒精した。媒精12時間後の卵子を固定・染色して受精状況を観察した。 In addition, in order to investigate the in vitro fertilization potential of cryopreserved pig sperm, we inseminated in vitro matured eggs recovered and produced from ovaries from meat centers with thawed sperm. Twelve hours after insemination, the eggs were fixed and stained and the fertilization status was observed.

最後に、種々の濃度のCPLLを添加した液中で凍結保存したブタ精子を用いて作出した体外受精卵の体外発生能について調査した。媒精12時間後の卵子を発生用培地に移して培養を継続し、2日後に卵割状況および7日後に胚盤胞形成状況を観察した。 Finally, we investigated the in vitro developmental potential of in vitro fertilized eggs produced using pig sperm cryopreserved in solutions containing various concentrations of CPLL. After 12 hours of insemination, the eggs were transferred to a developmental medium and cultured, and the cleavage status was observed after 2 days and the blastocyst formation status after 7 days.

図1~3には、カルボキシル化リジンとしてDMGA-PLLを用いた場合に、DMGA-PLLの濃度が、融解後のブタ精子の生存指数、融解後のブタ精子を用いて作出した体外受精卵の体外発生能、及び融解後のブタ精子の体外受精能に及ぼす影響について、それぞれ示す。また、図4~5には、カルボキシル化リジンとしてDMGA-PLLに代えてCPLLを用いた場合に、CPLLの濃度が融解後のブタ精子の生存指数、及び、融解後のブタ精子を用いて作出した体外受精卵の体外発生能に及ぼす影響について、それぞれ示す。 Figures 1 to 3 show that when DMGA-PLL is used as carboxylated lysine, the concentration of DMGA-PLL is the survival index of pig sperm after thawing, and the survival index of in vitro fertilized eggs produced using pig sperm after thawing. The effects on the in vitro developmental ability and the in vitro fertilization ability of pig sperm after thawing will be shown. Figures 4 and 5 also show that when CPLL is used instead of DMGA-PLL as the carboxylated lysine, the concentration of CPLL is the survival index of pig sperm after thawing, and the concentration of CPLL produced using pig sperm after thawing. The effects on the in vitro developmental potential of the in vitro fertilized eggs are shown below.

DMGA-PLLを用いた場合、図1に示すように、融解0~9時間後の精子生存指数には、異なった濃度間で有意な差は見られなかったが、融解12時間後の精子生存指数は、0.25%のDMGA-PLLを添加した区が無添加区より有意に高くなった。また、図2に示すように、体外発生能に関して、胚盤胞形成率は0.25%のDMGA-PLLを添加した区が無添加区より有意に高くなった。但し、卵割率での差は有意とは言えなかった。なお、図3に示すように、体外受精能では濃度の違いによる有意な差は見られなかった。 When using DMGA-PLL, as shown in Figure 1, there was no significant difference in the sperm viability index between different concentrations after 0 to 9 hours of thawing, but there was no significant difference in the sperm viability index after 12 hours of thawing. The index was significantly higher in the plot to which 0.25% DMGA-PLL was added than in the plot without additive. Furthermore, as shown in FIG. 2, regarding the in vitro developmental potential, the blastocyst formation rate was significantly higher in the group to which 0.25% DMGA-PLL was added than in the group without addition. However, the difference in cleavage rate was not significant. In addition, as shown in FIG. 3, no significant difference was observed in in vitro fertilization ability due to the difference in concentration.

CPLLを用いた場合、図4に示すように、融解0~3時間後の精子生存指数には、異なった濃度間で有意な差は見られなかったが、融解6~12時間後の精子生存指数は、0.125~0.25%のCPLLを添加した区が無添加区より有意に高くなった。また、図5に示すように、体外発生能に関して、胚盤胞形成率は0.25%のCPLLを添加した区が無添加区より有意に高くなった。但し、卵割率での差は有意とは言えなかった。 When using CPLL, as shown in Figure 4, there was no significant difference in the sperm viability index between different concentrations after 0 to 3 hours of thawing, but the sperm survival index after 6 to 12 hours of thawing was not significantly different. The index was significantly higher in the plots with 0.125 to 0.25% CPLL added than in the plots without additives. Furthermore, as shown in FIG. 5, regarding the in vitro developmental potential, the blastocyst formation rate was significantly higher in the group to which 0.25% CPLL was added than in the group without addition. However, the difference in cleavage rate was not significant.

〔実施例2〕不凍ポリアミノ酸を用いたブタ胚(胚盤胞)の凍結保存
食用ブタ(デュロック)の精子を用いて体外受精を行い、その6日後に得られた初期胚盤胞を3~14日間凍結保存し、融解1日後、及び2日後の生存状況について調べた。具体的には、下記のとおりに行った。
[Example 2] Cryopreservation of pig embryos (blastocysts) using antifreeze polyamino acids In vitro fertilization was performed using sperm from edible pigs (Duroc), and the early blastocysts obtained 6 days later were The cells were stored frozen for ~14 days, and the survival status was examined 1 day and 2 days after thawing. Specifically, it was performed as follows.

(1)基礎培地、第1および第2平衡液、及び凍結保存液の調製
・基礎培地:下記表4に示すHEPES-PZM-3。
・第1平衡液:基礎培地に、10%のエチレングリコール、20%のFBS(ウシ胎児血清)および5%のCPLL溶液を含有するように添加。
・第2平衡液:基礎培地に、10%のエチレングリコール、1%のポリエチレングリコール、0.3Mのトレハロース、20%のFBSおよび10%のCPLL溶液を含有するように添加。
(1) Preparation of basal medium, first and second equilibrium solutions, and cryopreservation solution - Basal medium: HEPES-PZM-3 shown in Table 4 below.
- First equilibrium solution: Added to the basal medium to contain 10% ethylene glycol, 20% FBS (fetal bovine serum), and 5% CPLL solution.
-Second equilibrium solution: Added to the basal medium to contain 10% ethylene glycol, 1% polyethylene glycol, 0.3M trehalose, 20% FBS, and 10% CPLL solution.

・凍結保存液:基礎培地に、33%のエチレングリコール、2%のポリエチレングリコール、0.6Mのトレハロース、20%のFBSおよび20%のCPLL溶液を含有するように添加。 - Cryopreservation solution: Add to the basal medium to contain 33% ethylene glycol, 2% polyethylene glycol, 0.6M trehalose, 20% FBS, and 20% CPLL solution.

<表4>基礎培地の組成(100ml調整時)

Figure 2023170612000007
<Table 4> Composition of basal medium (when adjusted to 100ml)
Figure 2023170612000007

(2)凍結保存のための一連の操作
・胚の準備:交配させた雌から胚盤胞を回収あるいは体外受精後に体外培養した卵子から胚盤胞に発生したものを回収。
・平衡液および凍結液での処理:ブタ胚を第1平衡液、第2平衡液、及び凍結保存液中へと順に移すことにより脱水する。
・凍結保存:処理後の胚をクライオトップの先端に乗せ、液体窒素に浸漬して、3~14日間保存する。
(2) Series of operations for cryopreservation ・Embryo preparation: Recover blastocysts from mated females, or recover blastocysts from eggs cultured in vitro after in vitro fertilization.
- Treatment with equilibrium solution and freezing solution: Pig embryos are dehydrated by sequentially transferring them into a first equilibrium solution, a second equilibrium solution, and a cryopreservation solution.
- Cryopreservation: Place the treated embryo on the tip of a cryotop, immerse it in liquid nitrogen, and preserve it for 3 to 14 days.

(2)融解
・融解液の調製:基礎培地に、10%のエチレングリコール、0.3Mのトレハロースおよび20%のFBSを含有するように添加。
・融解の操作:液体窒素から取り出したクライオトップの先端を融解液に浸漬して胚を融解する。胚を融解液中で平衡した後に通常の培地へ移す。
(2) Melting - Preparation of melt solution: Add 10% ethylene glycol, 0.3M trehalose, and 20% FBS to the basal medium.
- Melting operation: The tip of the cryotop taken out of liquid nitrogen is immersed in the melting solution to thaw the embryo. The embryos are equilibrated in the lysate and then transferred to regular culture medium.

融解後、1日後及び2日後の生存状況について調べた結果を、下記の表5~10に示す。下記にて、拡張胚盤胞は、体外受精6日後に得られたものである。 The results of examining the survival status 1 day and 2 days after thawing are shown in Tables 5 to 10 below. In the following, expanded blastocysts were obtained 6 days after in vitro fertilization.

<表5>凍結保存液中のCPLL濃度が、融解したブタ体外受精卵由来初期胚盤胞の生存状況に及ぼす影響

Figure 2023170612000008
<Table 5> Effect of CPLL concentration in the cryopreservation solution on the survival status of early blastocysts derived from thawed pig IVF eggs
Figure 2023170612000008

実験回数:5回
a-b異符号間に有意差あり (P<0.01)
Number of experiments: 5 times
There is a significant difference between ab different signs (P<0.01)

<表6>凍結保存液中のCPLL濃度が、融解したブタ体外受精卵由来拡張胚盤胞の生存状況に及ぼす影響

Figure 2023170612000009
<Table 6> Effect of CPLL concentration in the cryopreservation solution on the survival status of expanded blastocysts derived from thawed pig IVF eggs
Figure 2023170612000009

実験回数:5回
a-b異符号間に有意差あり (P<0.05)
Number of experiments: 5 times
There is a significant difference between ab different signs (P<0.05)

表5に示すように、体外受精6日後に得られた初期胚盤胞を凍結保存した場合、融解1日後の生存率には異なった濃度間で有意な差は見られなかったが、融解2日後の生存率は、10%のCPLLを添加した区が無添加区より有意に高くなった。また、表6に示すように、体外受精6日後に得られた拡張胚盤胞を凍結保存した場合には、融解1日後の生存率は、10%のCPLLを添加した区が無添加区より有意に高くなったが、融解2日後の生存率には、異なった濃度間で有意な差は見られなかった。 As shown in Table 5, when early blastocysts obtained 6 days after in vitro fertilization were cryopreserved, there was no significant difference in the survival rate after 1 day of thawing between different concentrations; The survival rate after 10 days was significantly higher in the group to which 10% CPLL was added than in the group without addition. In addition, as shown in Table 6, when expanded blastocysts obtained 6 days after in vitro fertilization were cryopreserved, the survival rate after 1 day of thawing was higher in the group with 10% CPLL added than in the non-additive group. However, no significant difference was observed in the survival rate 2 days after thawing between the different concentrations.

表5~6に示されるとおり、カルボキシル化ポリリジンとしてCPLLを用い、CPLLの濃度を約10重量%とする場合、初期胚盤胞及び拡張胚盤胞についての凍結保存効果が見られた。 As shown in Tables 5 and 6, when CPLL was used as the carboxylated polylysine and the concentration of CPLL was approximately 10% by weight, cryopreservation effects were observed for early blastocysts and expanded blastocysts.

<表7>凍結保存液中のDMGA-PLL濃度が、融解したブタ体外受精卵由来初期胚盤胞の生存状況に及ぼす影響

Figure 2023170612000010
<Table 7> Effect of DMGA-PLL concentration in cryopreservation solution on survival status of early blastocysts derived from thawed pig IVF eggs
Figure 2023170612000010

実験回数:5回
a-b異符号間に有意差あり (P<0.01あるは0.05)
Number of experiments: 5 times
There is a significant difference between ab different signs (P<0.01 or 0.05)

<表8>凍結保存液中のDMGA-PLL濃度が、融解したブタ体外受精卵由来拡張胚盤胞の生存状況に及ぼす影響

Figure 2023170612000011
<Table 8> Effect of DMGA-PLL concentration in the cryopreservation solution on the survival status of expanded blastocysts derived from thawed pig IVF eggs
Figure 2023170612000011

実験回数:5回
a-b異符号間に有意差あり (P<0.01あるいは0.05)
Number of experiments: 5 times
There is a significant difference between ab and opposite signs (P<0.01 or 0.05)

表7に示すように、体外受精6日後に得られた初期胚盤胞を凍結保存した場合、融解1日後の生存率は、10%のDMGA-PLLを添加した区が無添加区より有意に高くなった。また、表8に示すように、体外受精6日後に得られた拡張胚盤胞を凍結保存した場合には、融解2日後の生存率は、10%のDMGA-PLLを添加した区が無添加区より有意に高くなった。 As shown in Table 7, when early blastocysts obtained 6 days after in vitro fertilization were cryopreserved, the survival rate after 1 day of thawing was significantly higher in the group to which 10% DMGA-PLL was added than in the group without addition. It got expensive. In addition, as shown in Table 8, when expanded blastocysts obtained 6 days after in vitro fertilization were cryopreserved, the survival rate after 2 days of thawing was higher than in the group with 10% DMGA-PLL added. It was significantly higher than the ward.

表7~8に示されるとおり、カルボキシル化ポリリジンとしてDMGA-PLLを用い、DMGA-PLLの濃度を約10重量%とする場合、初期胚盤胞及び拡張胚盤胞についての凍結保存効果が見られた。 As shown in Tables 7 and 8, when DMGA-PLL is used as the carboxylated polylysine and the concentration of DMGA-PLL is approximately 10% by weight, cryopreservation effects are seen for early blastocysts and expanded blastocysts. Ta.

<表9>凍害保護剤が、融解したブタ体外受精卵由来初期胚盤胞の生存状況に及ぼす影響
<Table 9> Effect of cryoprotectant on the survival status of early blastocysts derived from thawed pig IVF eggs

実験回数:8回
a-b異符号間に有意差あり (P<0.01あるは0.05)
Number of experiments: 8 times
There is a significant difference between ab different signs (P<0.01 or 0.05)

<表10>凍害保護剤が、融解したブタ体外受精卵由来拡張胚盤胞の生存状況に及ぼす影響

Figure 2023170612000013
<Table 10> Effect of cryoprotectant on the survival status of expanded blastocysts derived from thawed pig IVF eggs
Figure 2023170612000013

実験回数:8回
a-b異符号間に有意差あり (P<0.01あるは0.05)
Number of experiments: 8 times
There is a significant difference between ab different signs (P<0.01 or 0.05)

表9~10には、CPLLとDMGA-PLLとの凍結保存効果を比較して示した。拡張胚盤胞の融解2日後の生存胚数では、DMGA-PLLの効果がCPLLの効果よりも有意に高かった。 Tables 9 and 10 show a comparison of the cryopreservation effects of CPLL and DMGA-PLL. Regarding the number of viable embryos 2 days after thawing of expanded blastocysts, the effect of DMGA-PLL was significantly higher than that of CPLL.

Claims (6)

置換された構成単位の割合が50~99モル%であるジメチルグリタル酸変性ポリリシン0.2~0.3重量%と、グリセリン2~4重量%と、トレハロース5~15重量%と、卵黄15~25重量%とを含む、ブタ精子の凍結保存液。 0.2-0.3% by weight of dimethylglitaric acid-modified polylysine with a proportion of substituted structural units of 50-99% by mole, 2-4% by weight of glycerin, 5-15% by weight of trehalose, and 15-25% by weight of egg yolk. A cryopreservation solution for pig sperm containing. ジメチルグリタル酸変性ポリリシンの含量が0.3重量%未満であり、グリセリンの含量が3重量%以下である、請求項1記載のブタ精子の凍結保存液。 The cryopreservation solution for pig sperm according to claim 1, wherein the content of dimethyl glitaric acid-modified polylysine is less than 0.3% by weight, and the content of glycerin is 3% by weight or less. 請求項1または2の凍結保存液を用いる、ブタ精子の凍結保存方法であって、
ブタ精液を前処理して、ブタ精子を得る前処理工程と、
前処理されたブタ精子を、ブタ精液用希釈液でもって希釈する1次希釈工程と、
ブタ精液用希釈液にジメチルグリタル酸変性ポリリシン及びグリセリンを添加した2次希釈液を準備しておき、1次希釈後の懸濁液に2次希釈液を追加することで、前記凍結保存液中にブタ精子が懸濁されるようにする2次希釈工程と、
保存用ストロー中に充填した後、予備凍結してから、-60℃以下の温度に保持する工程とを含み、
前記ブタ精液用希釈液は、前記トレハロース及び前記卵黄を含有する、ブタ精子の凍結保存方法。
A method for cryopreservation of pig sperm using the cryopreservation solution according to claim 1 or 2,
A pretreatment step of pretreating pig semen to obtain pig sperm;
a primary dilution step of diluting the pretreated pig sperm with a diluent for pig semen;
A secondary dilution solution is prepared by adding dimethyl glitaric acid-modified polylysine and glycerin to a dilution solution for pig semen, and by adding the second dilution solution to the suspension after the first dilution, the cryopreservation solution is a secondary dilution step in which pig spermatozoa are suspended;
After filling it into a storage straw, pre-freezing it, and then maintaining it at a temperature of -60°C or less,
A method for freezing and preserving pig sperm, wherein the diluent for pig semen contains the trehalose and the egg yolk.
径が5mm以下である凍結保存用ストローを用い、-140℃以下にまで冷却することを特徴とする請求項3に記載のブタ精子の凍結保存方法。 4. The method for cryopreservation of pig sperm according to claim 3, characterized in that the cryopreservation straw is cooled to −140° C. or lower using a cryopreservation straw with a diameter of 5 mm or less. 置換された構成単位の割合が50~99モル%であるジメチルグリタル酸変性ポリリシンまたはコハク酸変性ポリリシン8~12重量%と、エチレングリコール30~35重量%と、ポリエチレングリコール1~3重量%と、トレハロース15~25重量%と、ウシ胎子血清15~25重量とを含む、ブタ胚の凍結保存液 8 to 12% by weight of dimethylglitaric acid-modified polylysine or succinic acid-modified polylysine in which the proportion of substituted structural units is 50 to 99 mol%, 30 to 35% by weight of ethylene glycol, and 1 to 3% by weight of polyethylene glycol. , a cryopreservation solution for pig embryos containing 15 to 25% by weight of trehalose and 15 to 25% by weight of fetal bovine serum. 請求項5の凍結保存液を用いる、ブタ胚の凍結保存方法であって、
ブタ胚を第1平衡液、第2平衡液、及び上記の凍結保存液中へと順に移す工程と、
この後に、凍結保存液中のブタ胚を、予備凍結なしに、-60℃以下の雰囲気中にて保持する工程とを含み、
第1平衡液は、細胞培養培地に、5~15%のエチレングリコール、15~25%のウシ胎児血清および3~7%のジメチルグリタル酸変性ポリリシンまたはコハク酸変性ポリリシンの溶液を含有するように添加したものであり、
第2平衡液は、細胞培養培地に、5~15%のエチレングリコール、0.5~2%のポリエチレングリコール、0.2~0.4Mのトレハロース、15~25%のウシ胎児血清および7~13%のジメチルグリタル酸変性ポリリシンまたはコハク酸変性ポリリシンの溶液を含有するように添加したものであるブタ胚の凍結保存方法。
A method for cryopreservation of pig embryos using the cryopreservation solution according to claim 5,
A step of sequentially transferring the pig embryo into a first equilibrium solution, a second equilibrium solution, and the above-mentioned cryopreservation solution;
After this, the step of holding the pig embryo in the cryopreservation solution in an atmosphere of -60°C or lower without pre-freezing,
The first equilibrium solution contains a solution of 5-15% ethylene glycol, 15-25% fetal bovine serum, and 3-7% dimethyl glycolate-modified polylysine or succinate-modified polylysine in cell culture medium. It is added to
The second equilibrium solution consists of cell culture medium containing 5-15% ethylene glycol, 0.5-2% polyethylene glycol, 0.2-0.4M trehalose, 15-25% fetal bovine serum, and 7-13% dimethyl glycol. A method for cryopreservation of pig embryos, which comprises adding a solution of tar acid-modified polylysine or succinic acid-modified polylysine.
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