JPH03501203A - Method for in vitro induction of acrosome reaction in sperm, use of this method in sperm testing and treatment of male-related infertility - Google Patents

Method for in vitro induction of acrosome reaction in sperm, use of this method in sperm testing and treatment of male-related infertility

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JPH03501203A
JPH03501203A JP63507878A JP50787888A JPH03501203A JP H03501203 A JPH03501203 A JP H03501203A JP 63507878 A JP63507878 A JP 63507878A JP 50787888 A JP50787888 A JP 50787888A JP H03501203 A JPH03501203 A JP H03501203A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 精子の光体反応のイン−トロ誘導方法、この方法を精子の試験に使うことおよび 雄−関連の不妊の治療本発明は精子の光体反応のインビ)o誘導方法および人工 授精や試験管肉受y!(工vy)に本方法を適用する方法に関する。[Detailed description of the invention] A method for in vitro induction of photoreactivity in sperm, the use of this method for testing sperm, and Treatment of male-related infertility The present invention relates to a method for in vitro induction of photoreactivity in sperm and an artificial Insemination and test tube insemination! The present invention relates to a method of applying the present method to (engineering vy).

射精された精子の大多数は卵子とは直ぐに融合することができない。通常の場合 、精子は雌の生殖管、特に子宮や輸卵管を上りながら、この適性能力を獲得する 。精子は先ず可逆的受精能獲得工程ン受げ、ついで不可逆的光体反応を受ける。The majority of ejaculated sperm cannot fuse with an egg immediately. Normal case , sperm acquire this fitness ability while ascending the female reproductive tract, especially the uterus and oviduct. . Sperm first undergo a reversible capacitation step and then undergo an irreversible photoreaction.

試験管内受精技術では、失体反応は多くの経路より得られる。In in vitro fertilization techniques, loss reactions can be obtained through many routes.

生体内光体反応における真の順序は十分に解明されておらず、試験管内法が類似 の順序により実現されるとは考えにくい。生体内過程は多変数的、一時的のもの であり、失体反応が各種経路により生体外で達底されつる理由乞、このことが疑 いなく説明するものである。The true order of in vivo photoreaction is not fully understood, and in vitro methods are similar. It is difficult to imagine that this can be achieved by the order of . Biological processes are multivariable and temporary This is suspected to be the reason why the loss of body reaction is reached in vitro through various routes. This is a simple explanation.

精子は非常に分化した細胞であり、その役割は雄rツムの卵子形質に放出、輸送 および保護である。哺乳動物の精子の構造は種間により広く変るが、一般的の哺 乳動物の構造は明らかである。Sperm is a highly differentiated cell, and its role is to release and transport eggs to the male sperm. and protection. The structure of mammalian sperm varies widely between species, but The structure of mammals is clear.

兎、豚、牛では卵形ンしており、鳥では長円筒形であり、マウス、ハムスターお よびラットでは曲っている。大きさの変化もある。ヒト精子の頭部は長さ約5. 0μM1幅3.5μMおよび厚さ2.0μMであるのに対し、牛のものは長さ約 8.5μM1幅4.0PMおよび厚さC1,3〜0.5μMである。これらの大 きさの変化は、卵母細胞の周りの頸管膜や1wt精子が選択的に浸入する場合に 重要である。Rabbits, pigs, and cows have an oval shape, birds have an elongated cylindrical shape, and mice, hamsters, and cows have an oval shape. and in rats it is curved. There are also changes in size. The head of a human sperm is approximately 5.5 mm long. 0 μM 1 width 3.5 μM and thickness 2.0 μM, whereas the cow one is approximately 3.5 μM wide and 2.0 μM thick. 8.5 μM, width 4.0 PM and thickness C1,3-0.5 μM. These large Changes in size are caused by the cervical membrane around the oocyte and when 1wt sperm selectively invade. is important.

精子はもろい首部により尾部に結合した頭部から取る。尾部は精子の運動性に寄 与している。精子の頭部は2つ部分、核と周囲の膜構造に分けることができる。Sperm are taken from the head, which is joined to the tail by a fragile neck. The tail contributes to sperm motility. giving. The sperm head can be divided into two parts: the nucleus and the surrounding membrane structure.

膜構造には頭部の全体構造を被う原形質膜、アクロソーム、核の前部を囲むバッ グ様構造、核の後部を被うポストニュクレアーキャップおよびこのキャップとア クロンームとの重複部分を示す赤道部分を含む。Membrane structures include the plasma membrane that covers the entire structure of the head, the acrosome, and the bag that surrounds the front part of the nucleus. a post-nuclear cap that covers the rear of the nucleus, and a post-nuclear cap that covers the back of the nucleus and a It includes an equatorial region that overlaps with the Kronome.

可逆的な受′nI能獲得工程により、精子は卵子の無細胞性糖夕/白、等χ浸入 することができる( Bedfor6゜:roM、、 1970 、 Biol 、 ReprO+10.(補光)2.128−158)。正確な機構は依然とし て不明である。最近のモデルによれば、表面電荷、コレステロール欠損および運 動性の膜変化を示唆している。Through a reversible process of acquiring fertilization, sperm can enter the egg's acellular sugar/white, etc. (Bedfor6゜:roM, 1970, Biol , ReprO+10. (Supplementary light) 2.128-158). The exact mechanism is still It is unclear. Recent models suggest that surface charge, cholesterol deficiency and This suggests dynamic membrane changes.

光体反応は形態学的事項であり、この場合原形質と外部アクロンーム膜は複数点 融合乞受げ(Green。The photoreaction is a morphological matter, in which the protoplasm and external acrosome membrane are multiple points. Fusion beggar (Green.

D、P、L、、 1978 、r哺乳動物の発達における光体反応のメカニズム J 、 Johnson、 M、 EL著、第3巻、65〜81.オランダ、ア ムステルダム)、アクロンームヒドロラーゼを放出することとなる( Akru k、 B、 R,毬1979、 GemateRea、 2.1−3)o基本的 仮説ハ、原形質と外部アクロソーム膜間の細胞質中のCa ++イオンが増大す ることは光体反応開始直前の重要なことである。受精能獲得にはCa 0イオン の増卯による精子の準備を包含する。D, P, L, 1978, r Mechanism of photoreaction in mammalian development J, Johnson, M, EL, Volume 3, 65-81. Netherlands,A (Akru k, B, R, Mari 1979, GemateRea, 2.1-3) o Basic Hypothesis C: Ca++ ions in the cytoplasm between the protoplasm and the external acrosomal membrane increase. This is an important thing to do immediately before the photoreaction starts. Ca 0 ion for fertility acquisition It includes the preparation of spermatozoa by augmentation of spermatozoa.

生育可能l光体反応は線孔動物の受精における卵膜と精子が融合するための必須 要件である。Viable l-photoreaction is essential for fusion of egg membrane and sperm during fertilization in stomata It is a requirement.

精子機能の発達の最初の知見は1950年代に初まりだから、種、試料の状態お よび質を考慮して、試験管内条件下で生育可能な光体反応となる事態ン試みかつ 真似るために多くの技法が開発された。例えば下記の技術がある。The first knowledge of the development of sperm function was made in the 1950s, so the species, condition of the specimen, and We have attempted to develop a photoreaction that can be grown under in vitro conditions, taking into account the Many techniques have been developed to imitate it. For example, there are the following technologies.

(1)結さくしたデツ歯又はウサギの子宮の予備培養、An8tin、 L、R ,、1951、Aunt、 、r、 SC1,aee、+ 41581−596 ゜ (2) アルブミン又は血清?補元した単純培地又は複雑培地での予備培養、M iyamoto、 L & Chang、 M、C,。(1) Preliminary culture of ligated dental implants or rabbit uterus, An8tin, L, R ,,1951,Aunt,,r,SC1,aee,+41581-596 ゜ (2) Albumin or serum? Preculture in supplemented simple or complex media, M iyamoto, L & Chang, M, C,.

1973、 、T、 Reprod、 1rert、、 32.193−205 ゜(3)高イオン培地への露出、Brackett、 B、 G、および011 phant、 G。e 1972 、 Biol、 neproa、、 i 2 ゜260−274゜ +41 0&”+イオノフオアによる精子の処理、Aitken。1973, T, Reprod, 1rert, 32.193-205 (3) Exposure to high ionic medium, Brackett, B, G, and 011 phant, G. e 1972, Biol, neproa, i2 ゜260-274゜ +41 0&”+ Treatment of spermatozoa with ionophores, Aitken.

R,J、等、 1984. J、 Androl、 5.321−329゜(5 ) 精子の直接的微少注入、La5salle、 B、等、 1987゜Gam ete Res、 、1 6 + 69 − 78 +(6) ホスファチジル コリンリポソームへの露出、Graham、 J、 K、等、 1986 、  Biol、 Reprod、、 35゜413−424゜ (力 性質の明らかな合成ポリマーおよび高ca ++ビ補充した単純培地での 予備培養、Tomkinlil、 P、 T、等。R, J. et al., 1984. J, Androl, 5.321-329゜(5 ) Direct microinjection of spermatozoa, La5salle, B., et al., 1987゜Gam ete Res, 1 6 + 69 - 78 + (6) Phosphatidyl Exposure to choline liposomes, Graham, J., K., et al., 1986. Biol, Reprod, 35°413-424° (Synthetic polymers with clear properties and simple media supplemented with high Ca++) Preculture, Tomkinlil, P, T, etc.

1988 、 ReprO(1,3、367−376。1988, RepO (1, 3, 367-376.

(8) グリコースアミノグリカンの存在下の予備培養、lee、 C,N、等 、 1986. J、 Anim、 sci、、 63゜861−867および (9) TEST−卵黄バッファーにて4°Cで48時間の予備培養、Bola nos、 、T、R,、1983、Fert、 Stθri1.e39.536 −540゜ 臨床医により段々と使われるようになった実験用具は所謂精子浸透試験(SPA ) (Yanagimachi、 R,等。(8) Preculture in the presence of glycose aminoglycan, lee, C, N, etc. , 1986. J, Anim, sci, 63°861-867 and (9) TEST - Pre-incubation in egg yolk buffer at 4°C for 48 hours, Bola nos, T, R,, 1983, Fert, Stθri1. e39.536 -540° A laboratory tool increasingly used by clinicians is the so-called sperm penetration test (SPA). ) (Yanagimachi, R, et al.

1976、Biol、 Repro6.15.471−476)である。この試 験は、受精能ン獲得したヒト精子が代用帯フリーのハムスター卵子χ浸入する能 力を見るものである。浸入率優、多精子進入およびアタッチメントの量的予測が 生ずる。この技術は標準化されてなく、特に作動性データにより支持されるなら 、試料の生体内受精能の良好な予言効果を示す。1976, Biol, Repro 6.15.471-476). this test The experiment was conducted to determine the ability of capacitated human sperm to penetrate fertilizing zone-free hamster eggs. It's about seeing power. Quantitative prediction of penetration rate, polyspermy penetration, and attachment arise. This technique is not standardized, especially if supported by operability data. , showing a good predictive effect of the in vivo fertility of the sample.

地の試験法と共に、この系χ使い、不妊ン訴える患者の分類には受精ポテンシャ ルにより若干の正確さをもってランクすることができる。Along with other testing methods, this system uses fertilization potential to classify patients complaining of infertility. can be ranked with some accuracy.

SPAはこれまでヒトの不@を評価するのに木質的に限られてきたが、多くの家 畜の不妊を評価するのに使う試験にも現在拡張するニーズがある。ヒトの精子と の融合は別にして、歪フリーハムスター卵子の融合は次の種:セキセイインコ、 コラモリ、イルカ、マウス、シロアシネズミ、ラット、モルモット、ウサギ、犬 、豚、山羊、牛、馬およびキヌデルの精子で観察された。Until now, SPA has been limited in its ability to evaluate human insanity, but it has been used in many homes. There is also a current need to expand the tests used to assess infertility in livestock. human sperm and Apart from the fusion of strain-free hamster eggs, fusion of the following species: budgerigars, Koramori, dolphin, mouse, white-footed mouse, rat, guinea pig, rabbit, dog , observed in the sperm of pigs, goats, cows, horses, and cynudels.

SPA系および特異的染色を用いて、本発明者はアルブミン又は血清2による伝 統的精子受精能獲得方式は細胞分布20係以下を活性化しうるだげであることを 示した。高イオン処理3およびTEST−卵黄9はいくつかの試料の試験管内浸 入レペルン増大することができるが、精子減少試料に不適である。Ca ++イ オノフオア4に露出すると、受精調節試料の試験管同浸入がドラマチックに急速 に増大するが、過少精子症や他の多くの不姶試料には影響はない。イオノフオア も調節が難しく、その毒性により、工VF又は類似のプログラムに使うのに容認 されないようである。精子を卵膜又は卵黄周囲のスペースに直接微少注入5する のはルーチンの技術として実際的です<、多分大規模の研究/臨床センターでは 別であろう。Using the SPA system and specific staining, we demonstrated that transmission with albumin or serum 2 It was shown that the systematic sperm capacitation method can only activate cells with cell distribution below 20 cells. Indicated. High ion treatment 3 and TEST-egg yolk 9 in vitro immersion of some samples. Although it can increase repertoire, it is unsuitable for sperm-reduced samples. Ca ++i Exposure to Onophore 4 dramatically accelerates in vitro infiltration of fertility-regulated samples. However, it has no effect on oligozoospermia or many other samples. ionophore It is also difficult to control and its toxicity makes it unacceptable for use in engineering VF or similar programs. It seems that it will not be done. Microinjection of sperm directly into the egg membrane or periyolk space5 is practical as a routine technique, perhaps in large research/clinical centers. Probably different.

本出願人は、合成高分子()に基づく媒質ン用いて、底功することができた。し かしながら、この方法は、反応の一様性及び迅速性を確保することができるが、 明白な副親物質・供与体(5u1)−fertile donor )にとって はほとんど利益はないように見える。The applicant was able to successfully use a medium based on synthetic polymers. death However, although this method can ensure uniformity and rapidity of the reaction, For the obvious subparent substance/donor (5u1) - fertile donor) appears to be of little benefit.

したがって、現状では、受精用のいかなる種類の精子を調製する簡単で100% 確実な方法はない。Therefore, at present, it is easy and 100% easy to prepare any kind of sperm for fertilization. There is no surefire way.

電気透過又はエレクトロポレーション(θ18CtrO−p Or ati O n )は、細胞膜に一時的な穴を起こす高度の電界パルスの使用を含む技術であ る。この技術は、とりわけ生物的に活性な外来遺伝子を一次ラット肝細胞に導入 するのに使用されてきた。ラン ツル カスパ(Ran Tur−Kaspa) 等、1987年、分子細胞生物学(Molecular and Ce1lul ar Biology) (5゜2.716−718及びセルラセルフイージョ ン(cell−to Ce’1lfusion) *ジメA/ ? ン(Zim mQrmann) 、 二一アンドビエンケンジエ−(σ、and Vienk en、 、r、) 1982 +ジャーナルメンブレンバイオロジー(J、 M ezbrane。Electrotransmission or electroporation (θ18CtrO-p Or ati O n) is a technique that involves the use of high-level electric field pulses that create temporary holes in cell membranes. Ru. This technique specifically introduces biologically active foreign genes into primary rat liver cells. has been used to. Ran Tur-Kaspa et al., 1987, Molecular and Cell Biology ar Biology) (5゜2.716-718 and Cellular Cellu (cell-to Ce’1lfusion) *jime A/? (Zim) mQrmann), σ, and Vienk en, ,r,) 1982 +Journal Membrane Biology (J, M ezbrane.

Biol、) 67、165−182゜本出願人は、これまでいかなる種の精子 への又は精子−卵子融合においても電気透過がこれまで適用されたことを知らな い。Biol,) 67, 165-182゜The applicant has so far reported that the sperm of any species Did you know that electrotransmission has been applied to sperm-egg fusion or sperm-egg fusion? stomach.

本発明の目的のひとつは、受精用のどのような種類の精子tも調製する改良方法 乞提供することである。One of the objects of the invention is an improved method for preparing any type of spermatozoa for fertilization. It is to offer something.

本発明の他の目的は、精子を評価し、それによって、雄受精能を評価する方法ン 提供することである。Another object of the invention is a method for evaluating spermatozoa and thereby assessing male fertility. It is to provide.

本発明の更に他の目的は、雄原因不受精の処置方法を提供するものである。Yet another object of the present invention is to provide a method for treating male-induced infertility.

したがって、本発明は、精子中の光体反応を引き起こす方法ン提供することにあ り、この方法は、試験管内で、精子を、精子プラズマ細胞の電位(potent ial)を約−70コVから+IVK上ばて、Ca ++イオンを流入させるの に十分な電界を与える電気透過にさらすことから底っており、正常な精子に関し ては100%以下の浸透が、いわゆる精子浸透法(SPA)において観察され、 オリゴ精子的(o’ligoapermiリサンプルに関しては、75%以下の 浸透が観察された。Therefore, the present invention aims to provide a method for causing a photoreaction in sperm. In this method, spermatozoa are exposed to the potential of sperm plasma cells in a test tube. ial) from about -70V to +IVK to allow Ca++ ions to flow in. Regarding normal sperm, it is important to avoid exposing the sperm to electrotransmission to give a sufficient electric field. Penetration of less than 100% is observed in the so-called sperm permeation method (SPA); For o'ligoapermi resamples, less than 75% Penetration was observed.

本発明は又、精子の発生潜在能力χ評価する方法ン提供するものであり、この方 法は、試験管内で精子を精子プラズマ細胞の電位(potential)を−7 Q mVから+1vに上げて、Ca+“イオンを流入させるのに十分な電界?与 える電気透過にさらし、スロ?−)シナフリー(surrogate 5ona −freリハA X l’−卵に浸透させるよう処置された精子の能力を評価し 、これによって、この精子の発生上の潜在能力を示すことから収りたっている。The present invention also provides a method for evaluating the developmental potential of sperm. The method involves raising the potential of sperm plasma cells to -7 in a test tube. Q: Increase the electric field from mV to +1V to provide enough electric field to cause Ca+ ions to flow in. Exposure to electrotransmission, slot? -) Cinnafree (surrogate 5ona -fre Rehabilitation A , thereby demonstrating the developmental potential of this sperm.

本発明は、更に試験管内受精用精子の調製方法乞提供する。この方法は、精子ン 精子プラズマ細胞の電位(potentia:L) Y約−7[] mVから+ 1vに上げて、Ca++イオンχ流入させるのに十分な電界を与える電気透過に 、試験管内でさらすことから放っている。The invention further provides a method for preparing sperm for in vitro fertilization. This method Sperm plasma cell potential (potentia: L) Y approximately -7 [] mV to + 1V to provide an electric field sufficient to allow Ca++ ions to enter. , free from exposure in vitro.

本発明は更に、雄不受n能力を処置する方法を提供する。The invention further provides methods of treating male infertility.

この方法は、精子プラズマ細胞の電位(potential)を約−7Q mV から+1vに上げて、Ca ++イオン乞流入されるのに十分電界を与える電気 透過にさらすことKより生育不能の精子を生育可能の精子に変換し、これによっ て、失体反応をこの精子で引き起すことから成っている。This method lowers the potential of sperm plasma cells to approximately -7Q mV. Increase the voltage from 1V to +1V to provide enough electric field to infuse Ca++ ions. Exposure to permeation converts nonviable spermatozoa into viable spermatozoa, thereby It consists of triggering a disembodiment reaction in this sperm.

本発明は、更に雄原因不受nyx診断する方法Z提供するものである。この方法 は、試験管内で精子のサンプル”Y精子プラ、r” ?細胞の電位(poten tia’l) Y −7Dmvから+1vに上げて、Ca ++イオンを流入さ せるのに十分な電界を与える電気透過にさらし、スロr−トグナフリー(sur rogate zona−rree) /% 、!、スター卵に浸透させるよう 処!された精子の能力乞評価し、これによって、この精子の発生上の潜在能力を 示すことから 。The present invention further provides a method Z for diagnosing male cause insusceptibility to nyx. this method Is the sperm sample "Y sperm pla, r" in a test tube? cell potential tia'l) Increase Y from -7Dmv to +1v and influx Ca++ ions. exposed to electrical transmission to provide an electric field sufficient to cause rogate zona-rree) /%,! , so that the star penetrates into the egg place! This allows us to assess the developmental potential of this sperm. From showing.

収りたっている。It's settled.

本発明の方法によれば、迅速で同調化された光体反応を引き起こしながら大量の 細胞にカルシウムイオン流入を直接許すことによって、キャパシテーション(C apacitatiOn)のすべての段階を、効果的にサンドステップ(sid e 5top)する。細胞が、大きく且つ一時的な直流電界にさらされると、潜 在力を有するプラズマ細胞が約−73mVから+1vに励起され、細胞の局部が 破れ、そして、穴ができる。これらの穴の数、大きさ及び持続性は、与えられた 電圧、パルスの持続時間及びパルス媒質(pulse :Oedium)、温度 、及び他の要素、例えば、細胞の大きさ、及び細胞中のコレステロール/リン脂 質の比の関数である。直接及び迅速にCa ++イオ/を精子に流入させる本発 明による光体反応を引き起こすことは、ストリクトキャパシテーシE7相(st rict Capa(!1tation phase)に関係し1こすべての又 はいくつかの細胞変化ビ多分にバイパスする。According to the method of the present invention, a large amount of By directly allowing calcium ion influx into cells, capacitance (C Effectively sandstep all stages of apacitization e 5 top). When cells are exposed to a large and temporary DC electric field, the potential Plasma cells with potential are excited from about -73mV to +1V, and the local area of the cell is It will tear and a hole will form. The number, size and persistence of these holes are given Voltage, pulse duration and pulse medium, temperature , and other factors, such as cell size and cholesterol/phospholipids in the cell. It is a function of quality ratio. Main product that directly and quickly infuses Ca ++ io/ into sperm It is the strict capacitance E7 phase (st rict Capa (!1tation phase) There are some cellular changes that can probably be bypassed.

すなわち、失体反応の種々の段階で大量及び比較的一時の精子を生み出し、この うちのいくつかは、運動性を有している。That is, the various stages of the extirpation reaction produce large numbers of and relatively transient spermatozoa, and this Some of them are motile.

イオン透過担体(lonophor的にさらすことによる最終的な結果は、電気 透過と同様であるが、機構は異なっている。イオン透過担体は、カルシウムイオ ン流入胞を通して効果的て移動させ“る。電気透過の方がより効果的に思えるし 、しかも有毒性は、イオン透過担体よりもはるかに小さい。通常半数以上の細胞 を殺してしまい、制御することが困難である且つ大部分のサブファチル(sub −fertile)サンプルに利益があるようには思えない。他の従来の前処理 システムは一般に非常に少ない精子において光体反応を引き起こすにすぎな電界 は、本発明の方法においては、250−1000Vであり、これは625−20  D D V cm−” K相当するフィールドストV7グス(fie’ld  strength)で、WKは、400−800Vで、これは1000−200 0v cm−”のフィールドストレンゲX (field Btrength) に相当する〜パルスとして与える。The end result of ionophoric exposure is Similar to transmission, but the mechanism is different. An ion permeable carrier is a calcium ion permeable carrier. electrophoresis seems to be more effective. , and its toxicity is much less than that of ionophoric carriers. Usually more than half of the cells It is difficult to control and most of the sub -fertile) sample does not seem to be of benefit. Other conventional pretreatments The system generally uses an electric field that causes only a photoreaction in very few spermatozoa. is 250-1000V in the method of the present invention, which is 625-20V  D D V cm-”K equivalent Field Strike V7 Gus (fie'ld strength), WK is 400-800V, which is 1000-200 0v cm-” field strength X (field Bstrength) Corresponds to ~ given as a pulse.

このパルスは、〔i)蓄電器からの放電か、(ii)静的電源の可変スイッチン グ(swi tching)か、又L arr)高電圧パに7.ゼネレーター( pulse generator)により、放出する。第1番目の方法は、性質 上、指数的なパルス乞与えるものであり、後者の2つの方法は、明瞭な形の比較 的きれいな四角のパルス及び持続を与えるものである。更に、標準のパルスゼネ レーター又はパルススチミュレーター(stimulator)からの出力を増 幅することも出来る。This pulse may be caused by either (i) a discharge from a capacitor or (ii) a variable switch in a static power supply. 7. switching or Larr) high voltage power supply. Generator ( pulse generator). The first method is the property The latter two methods provide a clear form of comparison. It gives a clean square pulse and duration. Furthermore, the standard pulse generator Increase the output from the stimulator or pulse stimulator It can also be made wider.

バイオランド(登録商標、Bib−Rad)シーンパルサー(oene pul sar)が、性質上指数的であるパルスを出力するのに使用できる。適切なヒト 精子に対する操作条件は、25μFで500V%タイムコンスタント用し、5D OVの実施は、1250V/cmを意味する。Bioland (registered trademark, Bib-Rad) oene pulsar sar) can be used to output pulses that are exponential in nature. appropriate person The operating conditions for sperm were 25μF, 500V% time constant, 5D OV implementation means 1250V/cm.

シーンパルサー(oene pqlsar)の場合には、正常サンプルは、75 0Vでは100%浸透が得られるが、ポリスペルミー(poユyspermy) は減少した。一方、200Vより低い電圧では、サプスレスホールド(aul) −thrθθh01d)であった。バイオランド機器に関して、単一パルスの適 用は、効果的であることが判明した。In the case of scene pulsar (oene pqlsar), the normal sample is 75 At 0V, 100% penetration is obtained, but polyspermy decreased. On the other hand, at voltages lower than 200V, sup-press hold (aul) -thrθθh01d). For Bioland equipment, the application of a single pulse is It was found to be effective.

ホーハーインストルメントプロセネタ−(Hoθfer工nstrument  Progenetor)が、四角の波パルス馨発生させるのに使用できる。ホー ラープロゼネターの適切な操作条件は、450v及び1[1−1−5Qパルスで ある。電気透過は、通常4℃で実施する。これは、推はブレークダウン(bre akdown) した電位のスレスホールド(threshhΩld) カ起こ される。したがって、本発明の方法では、電気透過は、通常20−25°Cの温 度範囲で実施する。しかしながら、この基礎となる方法は数分という極めて短時 間ですんでし1つが、他方すンプル到着から精子性^(inseminatio n)までは、約1時間を要する。これによって、厳密に温度を制御する必要性が 不要となる。我々は、SPAへの精子導入が、サンプルY+4℃でパルスしたと き34%減少し、37℃でパルスしたとき49%減少したこと?見出した。Ho fer instrument processor A Progenerator can be used to generate square wave pulses. Ho Proper operating conditions for the Rapro Generator are 450v and 1[1-1-5Q pulses. be. Electrotransmission is usually carried out at 4°C. This is a breakdown (bre akdown) threshold hold (threshhΩld) of the potential be done. Therefore, in the method of the invention, electrotransmission typically occurs at a temperature of 20-25°C. Conducted in the degree range. However, the underlying method is extremely short, only a few minutes. One was done in between, but the other sample was inseminatio ^(inseminatio). Steps up to n) require approximately 1 hour. This eliminates the need for tight temperature control. No longer needed. We assumed that sperm introduction into the SPA was pulsed at sample Y +4°C. 34% reduction when pulsed at 37°C and 49% reduction when pulsed at 37°C. I found it.

パルス培地はイオン性、部分的にイオン性又は実質的に非イオン性培地である。Pulse media are ionic, partially ionic or substantially non-ionic media.

本発明の方法の使用に適当な、非イオン性の培地のベースは、ポリオール、をに モノサッカ2イド又はシサツカクイド、特にショ糖である。非イオン性ショ糖を 使用する利点は、局所的な電流加熱効果が最小になり、静電気放電系においてパ ルス長が増罪することである。このような系にはマンニトールも適当であり、こ れにはさらにヒドロキシルラジカルを除去するという利点もある。しかしマンニ トールはショ糖より約20%はど効率が低いことかの組成であることが分かった 。即ち、137 mMNacx、2Q mM HEPES、 5 mM KCI 、0.7 mM Na2HPO4,6mMブドウ糖及び5 mM CaCl2で ある。非常にうまくいった部分的なイオン性培地が次のものとして開発された。The base of a non-ionic medium suitable for use in the method of the invention is a polyol. A monosaccharide or a monosaccharide, especially sucrose. nonionic sucrose The advantage of using it is that local current heating effects are minimized and the Chief Rus is to increase the charges. Mannitol is also suitable for such systems; This also has the advantage of removing hydroxyl radicals. But Manni It was found that toll has a composition that is approximately 20% less efficient than sucrose. . Namely, 137mM Nacx, 2QmM HEPES, 5mM KCI , 0.7mM Na2HPO4, 6mM glucose and 5mM CaCl2 be. A very successful partially ionic medium was developed as follows.

即ち、21QmMイノシトール、30 mMKCI、 5 mMrncpEs、  I D OpMイノシトールトリ燐酸、2mM CaCl2及び1 m51  /s/ BSAである。Namely, 21QmM inositol, 30mM KCI, 5mMrncpEs, ID OpM inositol triphosphate, 2mM CaCl2 and 1m51 /s/ BSA.

これらの2つの培地ともボスト−パルス遠心洗浄の必要性がなくなり、試料は、 希釈ファクターが少なくとも×5である限り、単に希望する濃度に希釈できる。Both of these media eliminate the need for Bost-Pulse centrifugal washing, and the samples One can simply dilute to the desired concentration as long as the dilution factor is at least x5.

イオン性ハルス培地の利点はスフウニγ波パルス発生器の使用を最もよく生かし ている。The advantages of ionic Hals medium can be best utilized with the Sufuni γ-wave pulse generator. ing.

パルス培地は又、それを収容する反応室に精子がべたつかないようにして運動性 を維持させるための薬剤を含有すべきである。そのような薬剤として適当tもの はポリビニルアルコール等のポリマーである。血清アルブミンも使用できるが、 そのキレート特性により、可能なイオン化したC a ++の濃度がきっと6分 の1に減ってしまうであろう。The pulsed medium also keeps the sperm from becoming sticky in the reaction chamber that houses them and increases their motility. It should contain drugs to maintain this condition. Suitable such drugs is a polymer such as polyvinyl alcohol. Serum albumin can also be used, but Due to its chelating properties, the concentration of possible ionized C a ++ must be 6 minutes. It will be reduced to 1.

ボスト−パルス生殖細胞相互反応は、アルブミンベース培地のようなタン白含有 培地で行われることが好ましい。Bost-pulse germ cell interactions are performed using protein-containing media such as albumin-based media. Preferably, it is carried out in a medium.

添付図面において: 第1図は、ショ糖ベースのパルス培地中のカルシウム濃度とSPAスコアパラメ ータである、平均侵入係、及び各無卵膜ハムスタの卵子で検出されるデコンデン スされ7.: (aekonaensea)精子の頭数の平均数として測定され る精子/卵子比との関係を示す。プロン)aは平均侵入数乞表し、プロ〉ツはC aCl2上の精子/卵子比の退行(回帰ンを表す。In the attached drawings: Figure 1 shows the calcium concentration in sucrose-based pulsed medium and SPA score parameters. data, the average intruder, and the decondensation detected in the eggs of each ovarian hamster. 7. : (aekonaensea) measured as the average number of spermatozoa The relationship between sperm and egg ratio is shown. Pron) a represents the average number of intrusions, Pron) is C Regression of sperm/egg ratio on aCl2 (represents regression).

第2因は印加されたパルス電圧(シーン−パルサー)、平均総検出アクaソーム 反応及びSPAスコアパラメータとしての、平均侵入係及び平均精子/卵子比と の関係ビ表す。曲線^は平均侵入2表し、曲線互は精子の平均総係及び平均総俤 及び部分的にアクロソーム反応第3因はポストパルスインキュベーション時間ト 、平均侵入、及び稍子取り込み(1ncorporation)との関係ン表す 。プロット互は平均侵入%を示し、プロット互は精子/卵子比の平均χ示す。The second factor is the applied pulse voltage (scene-pulsar), the average total detected aquasome Average invader and average sperm/egg ratio as response and SPA score parameters Represents the relationship between The curve ^ represents the average penetration2, and the curves represent the average total penetration and average total penetration of sperm. and, in part, the third factor in the acrosome reaction is the post-pulse incubation time. , the average penetration, and the relationship with the 1n corporation . Plot plots indicate mean % penetration and plot plots indicate mean χ of sperm/egg ratio.

SPAでの侵入は100%又はそれに近(、s/θ比は、生殖能力の値としてS PAで測定される他のどのパラメータより感度がよい。Invasion in SPA is 100% or close to 100% (s/θ ratio is S It is more sensitive than any other parameter measured by PA.

以下の実施例により本発明暑さらに詳しく説明する。The present invention will be explained in more detail with reference to the following examples.

実施例 精液試料乞、Gaユway Regional病院の不娠症クリニックから宵越 された患者から得た。患者ははっきりホモシニアスグループであり、たった20 %が明らかな二次的不妊症を示していた。カップルの15%において、配偶者も 問題を再生産していた。グループの平均年令は33.5±0.7歳で平均不妊症 継続期間は4.3士0.54年であった。約25%が最初の回診(refθrr a1)で異常スペルミオグラム(Iil)θrmiOgram) ’l(示し、 残りの大多数が説明できない不妊症と分類された。対照グループは少しくN=5 )で平均年令は37.2±3.2歳であった。全員過去10年間に1児の父とな り、正常なスペルミオグラム馨有し、不健康であるような診療学的な所見はなか った、 精液試料は滅菌ステIJ 1,1ン(登録商標)60−容器にマスターベーショ ンで採取し、研究室に届くまで温かく保持した、 新鮮な精液試料を収集から数分以内に受取り、最大30分間で液化した。動いて いる精子群を選んで、単独の不連続の2段階psrco11グラディエンド上に 1−の試料II状に広げることにより、単離した。下層は、954のperco ll k含有する2 Q X HEPES援衝液からなり、緩衝液は2.6 M  NaC’l、0.08 M KCI、20mMCaCl2 ’ 2 H2Os  D−28Mブドウ糖及び200 mMHEPES Y含!し、pH7,3−7 ,4(浸透性360 mosm 。Example Semen sample request from Gayuway Regional Hospital Infertility Clinic Yoikoshi obtained from a patient who underwent The patients were clearly in the homocynia group, with only 20 % showed obvious secondary infertility. In 15% of couples, the spouse also It was reproducing the problem. The average age of the group was 33.5 ± 0.7 years and the average infertility. The duration was 4.3 years and 0.54 years. Approximately 25% are on the first round (refθrr a1) shows an abnormal spermiogram (Iil) θrmiOgram)'l (shown, The majority of the remaining cases were classified as having unexplained infertility. The control group was slightly smaller, N=5. ), and the average age was 37.2±3.2 years. All have become fathers of one child in the past 10 years. The patient has a normal spermiogram, and there are no medical findings that indicate an unhealthy condition. It was, The semen sample was masturbated into a sterile Sterile IJ 1,1N (registered trademark) 60-container. The sample was collected in a tube and kept warm until it reached the laboratory. Fresh semen samples were received within minutes of collection and liquefied for up to 30 minutes. move Select a group of spermatozoa and place them on a single, discontinuous, two-step psrco11 gradient. It was isolated by spreading sample II of 1-. The lower layer is 954 perco It consists of a 2Q HEPES buffer containing 2.6 M NaC’l, 0.08M KCI, 20mMCaCl2’2 H2Os Contains D-28M glucose and 200mM HEPES Y! and pH 7,3-7 , 4 (permeability 360 mosm.

密度1.10g/d)であつに。Density 1.10g/d).

HEPESは、組織培養級の酸及び塩基の溶液馨37℃で出が7.3−7.4  K安定になるまで混合することによって、1Mストック溶液として調製した。最 終浸透性は、312mosmoであつ1こ。HEPIJストック溶液は、希望す るモル濃度にするために必要に応じて希釈され1こ。上層は、完全培地(浸透性 335 mosm、密度、1.5 ji /、t )における、47.5%pe rc○11.2.5鳴HEPES緩衝塩水で構成した。グラディエンドは、Vl ncent 、 R,及びNaaeau 、 D、 、(1984) A”1゜ Blochem、工41.322−328に記載された理由により、僅かに退没 透性であった。負荷グラディエンドは350μで25分間、室温でアングルヘッ ドロータで遠心した。次いで−36Q mosmでの拡散精子のベレットを注意 深く分離し、10−の新しい培地(同じ組成で新しく調製した培地ン及び1−の Lipi04o1(May & Baker社の電磁波不透過性オイルの登録商 標)に再度5濁した。そしてスイング−アウトロータで室温で3502の遠心乞 2回かげた。次いで精子は、以下に定義するようなりWW/DM培地により希釈 し、さらに遠心洗浄した。HEPES is a tissue culture grade acid and base solution with a temperature of 7.3-7.4 at 37°C. Prepared as a 1M stock solution by mixing until K-stable. most The final osmolality is 312 mosmo. HEPIJ stock solution can be used as desired. Dilute as necessary to achieve the desired molar concentration. The upper layer is a complete medium (permeable 47.5% pe at 335 mosm, density, 1.5 ji /, t) rc○11.2.5 was made up of HEPES buffered saline. Grady end is Vl ncent, R., and Naaeau, D., (1984) A”1° Blochem, slightly withdrawn for reasons stated in Eng. 41.322-328. It was transparent. Load gradient end at 350μ for 25 minutes at room temperature. It was centrifuged with a drawer. Next, be careful of the pellet of spermatozoa spreading at -36Q mosm. Separate deeply and add 10-liter fresh medium (freshly prepared medium with the same composition and 1-liter fresh medium). Lipi04o1 (registered trademark of May & Baker's electromagnetic impervious oil) 5 turbidity again. and centrifuge 3502 at room temperature with a swing-out rotor. I lost it twice. Sperm are then diluted with WW/DM medium as defined below. and further centrifugal washing.

BWW (以下、BWW / nという)とは、変性pイa−ド培地、即ち、B iggers、Whitten & Whittinghams培地(Bigg er8等、1971 )”C−アル、 不KOff分+1.94.8 mM N aC1,4,77mM KCI、1.2 mM KF!2PO4,1,2m)l  Mg5O,−7H2O,5,5mMブドウ糖、25 mMNaHCO3,0, 27mMピルビン酸ナトリウム、19.5mM乳酸ナトリウム、0.0 D 1 %ペニシリン−ストレプトマイシン及び2 Q InM dEPBBである。BWW (hereinafter referred to as BWW/n) is a modified p-aide medium, that is, BWW/n. iggers, Whitten & Whittinghams medium (Bigg er8, etc., 1971) "C-al, non-Koff + 1.94.8 mM N aC1, 4, 77mM KCI, 1.2mM KF! 2PO4,1,2m)l Mg5O, -7H2O, 5,5mM glucose, 25mM NaHCO3,0, 27mM sodium pyruvate, 19.5mM sodium lactate, 0.0D 1 % Penicillin-Streptomycin and 2Q InM dEPBB.

BW’W / DMは規定培地で、ポリビニルアルコール(PVA )とデキス トラy (Tozkins 、P、 T、ら、1988且!〕との組み合わせン 含有する。BWW /DMの完全な組成は、表1に示す。精子は、パルス培地に 0.5X108/−の濃度で懸濁した。その培地は0.26 M Analar シヨ糖、i Q mM analar CaCl2 ・2H20,5mM HE P:S 。BW'W/DM is a defined medium containing polyvinyl alcohol (PVA) and dextrin. Combination with Try (Tozkins, P., T., et al., 1988!) contains. The complete composition of BWW/DM is shown in Table 1. Sperm pulsed into medium Suspended at a concentration of 0.5 x 108/-. The medium is 0.26M Analar Sucrose, iQ mM analar CaCl2, 2H20, 5mM HE P:S.

pH7,3−7,4で、50μg/−のポリビニルアルコールCM、W、 12 5.000 )からなる。800μmアリコートの懸濁した精子Y ’ Bio −Rad Gene Pu1sar ’で高圧パルスにかげた。そのPu1se rは、500V、25μF、時間定数2.5 ms (1250V/(17A) であった。At pH 7,3-7,4, 50 μg/- of polyvinyl alcohol CM, W, 12 5.000). 800μm aliquot of suspended sperm Y’Bio - Rad Gene Pu1sar' was applied to high voltage pulses. That Pulse r is 500V, 25μF, time constant 2.5ms (1250V/(17A) Met.

パルスをかけた後、懸濁物7 BWW/DMで希釈し、1回洗浄し、再夏濃度0 .5 X 10’/−で懸濁しただちにSPAをとおして処理した。After pulsing, the suspension was diluted with 7 BWW/DM, washed once, and resumed at a concentration of 0. .. Suspended at 5 x 10'/- and immediately processed through SPA.

次いで行われた比較実験は、SPAが結果として全試料に対して、もしポストパ ルス生殖細胞相互反応がタン白含胃培地で行われ場合に高くてより一致性があっ たこと乞示した。A subsequent comparative experiment showed that SPA results for all samples, but if post-pastry germ cell interactions are higher and more consistent when carried out in protein-containing gastric medium. I begged.

このように、BWW/DMが、BWW/nより優れていることが証明される一方 、精子がパルスtかげられた後は阻害されたようである。ここに、BWW/nは 、アクロソーム反応ン引き起こすための0.3−0.5%のヒト血清アルブミン 馨含み、プレーインキュベーションによる融合遺伝子(fuaiogeniC) 精子t@んでいる。Thus, while BWW/DM is proven to be superior to BWW/n, , it appears that sperm were inhibited after being exposed to pulse t. Here, BWW/n is , 0.3-0.5% human serum albumin to induce acrosome reaction. Fusion gene containing fuaiogeniC by pre-incubation Sperm is t@.

ありうる説明としては、BWW/DMがセルの漏れやすさを増大し、ポスト−パ ルス条件がセルの完全さを適切に保持しない、そしである程度の運動性の低下は BWW/DM Kおける方が、ボスト−パルス条件下のBvw/nにおけるより 大きいということであろう。A possible explanation is that BWW/DM increases cell leakiness and russ conditions do not adequately preserve cell integrity, and to some extent reduced motility may result. BWW/DM K is better than Bvw/n under Bost-pulse conditions. It's probably because it's big.

BWW / nの完全な組成は表1に示す。The complete composition of BWW/n is shown in Table 1.

表1 培地 (濃度) 成 分 BWW/n BWW/DM (mM ) (mM ) NaC19ABC:I 9A、BO KCI A、77 A、77 C!ac12・2H201,704,00KH2PO41,2D 1.20 Mg5o4−7H2o 1.20 1.20グルコース 5.50 5.50 NaHOO325,OD 25.00 ビルぎン酸ナトリウム 0.27 0.27乳駿ナトリウム 19.50 19 .50HEPES 20.00 20.00 pen−strap、(%) 0.001 0.001H8A (qb) 0. 3−0.5 −PVA (%) 0.01 デキストランT2O000,3 タウリン (μM) 100.00 スーパーオキシトアイスムタービ 200.00(μg ml−1) カタラーゼ (μgm1−1)100.00サンプルが到着してから卵ドロップ に授精するまでのトータル時間は約1時間であった。SPAの結合性、侵入率( %)及び正常コントロールとオリがスペルミックサンプルに対する本発明のパル ス化サンプルの比s/eを表2に示した。Table 1 Culture medium (concentration) Component BWW/n BWW/DM (mM) (mM) NaC19ABC: I 9A, BO KCI A, 77 A, 77 C! ac12・2H201,704,00KH2PO41,2D 1.20 Mg5o4-7H2o 1.20 1.20 Glucose 5.50 5.50 NaHOO325, OD 25.00 Sodium birgate 0.27 0.27 Sodium lactate 19.50 19 .. 50HEPES 20.00 20.00 pen-strap, (%) 0.001 0.001H8A (qb) 0. 3-0.5-PVA (%) 0.01 Dextran T2O000,3 Taurine (μM) 100.00 Super oxytoic acid mutavi 200.00 (μg ml-1) Catalase (μgm1-1) Egg drop after 100.00 samples arrive The total time until insemination was approximately 1 hour. SPA connectivity, penetration rate ( %) and the pulse of the present invention for normal control and spermic samples. Table 2 shows the ratio s/e of the sulfurized samples.

表2の5 hr cap/H9A”のグループは、0.5%ヒト血清アルブミン (asA)v含有するnvw/n中でブレインキュベートし次いで通常のSPA でのランニングに付した精液の結果である。表2の24 hr Cap/H8A ”のグループは、0.3%H8A4含有するBVll’W / Il中で18− 24時間精精液ブレインキュベートした精液の結果である。コントロール精液濃 度は8X I Q7m/−1−7,5X I Q8ml−1であり、オリがスペ ルミンクサンプルの濃度はI X 10’ mZ−1−1゜5 X I Q’  mj−1であった。実験の詳細はTomkins、 P、T、 et al、、  198 B(前記)に記載されている。BWW/’DM培地乞用t・る以外に 、修正SPAとして、低濃度のヒアルロニダーゼとトリプシン、即ち、Yana gimachi、 R,at aL、 1976(前記)に記載されたスタンダ ードSPAに対して0.05%の゛濃度のものt用いた。The 5 hr cap/H9A” group in Table 2 contains 0.5% human serum albumin. (asA)v containing nvw/n followed by normal SPA This is the result of semen from running. Table 2 24 hr Cap/H8A ” group contains 18- These are the results of semen incubated with semen for 24 hours. control semen concentration The degree is 8X IQ7m/-1-7,5XIQ8ml-1, and the ori is spec. The concentration of Luminku sample is IX 10' mZ-1-1゜5 It was mj-1. Details of the experiment can be found in Tomkins, P.T., et al. 198B (supra). In addition to BWW/'DM medium request t・ru , as a modified SPA, low concentrations of hyaluronidase and trypsin, i.e. Yana gimachi, R, at a L, 1976 (supra). A concentration of 0.05% was used for the standard SPA.

本発明によるエレクトロパーミアピリエーション法を用いて、4つのクラスの精 液サンプル、即ち、(1)公知の受精能力を待ったサンプル;(■)オリゴスペ ルミンクサンプル; (iii)アセノスペルミンクサンプル及びOV)受精能 力未知のサンプルについて、SPAでの平均侵入率及び精子/卵の平均比をめる ために多数の実験7行なった、結果を表3に示した。Using the electropermeabilization method according to the present invention, four classes of precision Fluid samples, i.e. (1) samples with known fertility; (■) oligospecies; Lumink sample; (iii) Asenospermink sample and OV) Fertility Determine the average penetration rate and average sperm/egg ratio at SPA for samples with unknown force. For this purpose, seven experiments were conducted, and the results are shown in Table 3.

表2 技法 サンプル 結合性 侵入率% s/e比5 hr cap/ コントロー ル ≦20 50 0.6524 hr cal)/ コントコール ≦40  72 0.95 hr cap/ コントクール ≦100 90 1.2BW W/DM パルス コントロール ≦500 100 10.255 hr cap/ オ リビー ≦5 く105 hr cap/ オリゴ−<1[] <1[1−BW W/DM パルス オリゴ−5C1−50075j、2Cap=キヤパシテーシヨン Ha A =ヒト血清アルブミンDM =限定培地 オリゴ−=オリゴスペルミンクサ ンプル オリがスペルミンクサンプルは培養中によく生存できないため、アルブミン培地 中でオリゴスペルミックサンプルを長期間インキュベーションしなかった。Table 2 Technique Sample Connectivity Penetration rate % s/e ratio 5 hr cap/control le ≦20 50 0.6524 hr cal) / control ≦40 72 0.95 hr cap/Contecour ≦100 90 1.2BW W/DM Pulse control ≦500 100 10.255 hr cap/o Libby ≦5 105 hr cap/oligo-<1 [] <1 [1-BW W/DM Pulse Oligo-5C1-50075j, 2Cap = Capacity Ha A = Human serum albumin DM = Defined medium Oligo = Oligospermincus sample Albumin medium is used because spermink samples do not survive well during culture. The oligospermic samples were not incubated for long periods of time.

第1図は、s/e比及びSPAによる侵入率係で測定した時の、本発明による精 液のエレクトロパーミアビリゼーションに与える培地中の0a++濃度の効果を 示す。これらの結果は、Tomkins、 P、 T、とHoughton。FIG. 1 shows the precision according to the invention as measured by the s/e ratio and the penetration rate by SPA. The effect of Oa++ concentration in the medium on the electropermeabilization of the solution show. These results are summarized in Tomkins, P., T., and Houghton.

J、A、 Pertil、 Stθwi1198 B 、 50 、329−3 36に報告されている。J, A, Pertil, Stθwi1198 B, 50, 329-3 It has been reported in 36.

増幅パルス電圧の結果は第2図のグラフに示されている。スタンダードエラーは 、侵入率及びアクロソーム反応応答については±10%内であり、精子/卵比に ついては2ユニツトである。アクロソーム誘導レベルは、PSA−F工TC螢光 染色(Croas、 N、 L、 st al、 。The amplified pulse voltage results are shown in the graph of FIG. The standard error is , invasion rate and acrosome response were within ±10%, and the sperm/egg ratio There are 2 units. The acrosome induction level was determined by PSA-F engineering TC fluorescence. Staining (Croas, N, L, stal,.

1 q B 6 、 Gamete ues、 15 + 213 )を用いて 直接定量した。平均侵入率及び精子取り込みは、通常のベル型カーブに類似して いた。電圧に応じたアクロソーム誘導の上昇は、5 mM Ca”+の固定濃度 で、1250V(m−1以上で飽和した。1 q B 6, Gamete ues, 15 + 213) using quantified directly. The average penetration rate and sperm uptake are similar to a normal bell-shaped curve. there was. The increase in acrosome induction in response to voltage was observed at a fixed concentration of 5 mM Ca”+. The voltage was saturated at 1250 V (m-1 or higher).

アクロソーム反応中の膿胞融合及び加水分解酵素放出は、瞬間的に起こるもので はない。3早なCa ++流入と同時に大部分の細胞でアクロソーム誘導が起こ るが、その動力学は精液の区分ごとに相違する可能性がある。パルス後のインキ ュベーション時間の増幅によりこの可能性χ論べた。2つの実験で得られた平均 値?第6囚に示した。37℃でパルス後のインキュベーク3フフ1時間以上継続 した場合には侵入応答が著しく減少した。これは、アクロソーム反応した活性サ ンプルがやがて老化していくことを表わしている。チニープインキュベーション 条件下では、3時間培養後の運動能サンプルは72±8%であり、更に3時間の 配偶子相互反応後には18±6%に減少した。The pustule fusion and hydrolase release during the acrosome reaction do not occur instantaneously. There isn't. 3 Acrosome induction occurs in most cells simultaneously with early Ca++ influx. However, the dynamics may differ depending on the semen segment. Ink after pulse This possibility was discussed by amplifying the activation time. Average obtained from two experiments value? This was shown to the 6th prisoner. Post-pulse incubation at 37°C for 3 puffs and continued for over 1 hour. Intrusion responses were significantly reduced when This is the active substance that reacted with the acrosome. This signifies that the sample will grow old over time. Chineep incubation Under these conditions, the motility samples after 3 hours of incubation were 72 ± 8%; After gamete interaction, it decreased to 18±6%.

表2及び3で示されている結果から明らかなように、本発明の電気的に侵透性化 されたアクロンーム反応誘導は、公知のいずれのjn vitro法よりも有意 に有効であり、3早であり且つ害が少ないものである。本発明方法の基本は精子 におけるアクロソーム反応を誘導することにあるとする考え方は、SPAの結果 から支持できる。本発明の方法のエレクトロパーノアビリティ−法によってイン タクト精子の膜が変化して融合可能なようになると考えられる。これは、サブフ ェルタイル(ferti’lθ)(オリゴスペルミック)サンプルによって良好 な結果が得られることの1つの説明となる。As is evident from the results shown in Tables 2 and 3, the electrically permeable The induced Acrome reaction was more significant than any known JN vitro method. It is effective, quick, and less harmful. The basis of the method of the present invention is sperm The idea that inducing an acrosomal reaction is based on the results of SPA It can be supported from Induction by the electropernobility method of the method of the present invention It is thought that the membrane of tactile sperm changes to enable fusion. This is a subfu ferti’lθ (oligospermic) sample This is one explanation for the fact that such results are obtained.

正常ICアクロソーム反応した精子の入が卵細胞膜に融合可能なため、精子がキ ャパシテーション及びアクロンーム反応を受けて融合して卵子に取り込まれてD NAデコンデンゼーション乞受ける能力があるか否か(それ故サンプルが)を測 定するためにSPA ’i通常利用することができる。表2及び3の結果から、 本発明方法によりSPAでの侵入性が上昇することが判る。従って、本発明の基 本的方法によりs /eデーターに基づきグループ分は及びクラス分けが可能に なり、またサンプルを融合化を可能にするために、本発明方法はin vitr oテスト”2補助するものとして有用であると考えられる。SPAは現在多くの メディカルセンターで普通に実施されているが、その方法論が標準化されておら ずまたフォールスネがティプ応答が高レベルで存SPAに適用することにより、 それぞれの精液サンプルが最高で最適のテストアッセイのための応答7起こする ことt可能にする簡単で可動な方法が連取される。Normal IC acrosome-reacted sperm can fuse with the egg cell membrane, so the sperm can It undergoes capacitation and acrome reaction, fuses and is incorporated into the egg.D Determine whether the sample is capable of undergoing NA decondensation. SPA'i can normally be used to From the results in Tables 2 and 3, It can be seen that the method of the present invention increases the invasiveness in SPA. Therefore, the basis of the present invention This method enables grouping and classification based on s/e data. The method of the present invention also allows for the fusion of samples in vitro. SPA is considered to be useful as an aid to the "O test" 2.SPA is currently used in many It is commonly performed at medical centers, but the methodology is not standardized. By applying Zumata false net to existing SPA with a high level of tip response, Each semen sample generates the highest and most optimal response for the test assay. A series of simple and flexible methods are presented to make this possible.

これによって、アッセイの識別力が増し、融合器具として病的機能を示す真の雄 を単離することができる。This increases the discriminatory power of the assay and allows for true males exhibiting pathological function as fusion devices. can be isolated.

これとは逆に、精子が成熟アクロソーム誘導により透明膜を通過できなくならな い限り、工U−A工H(子宮内人工授精)、G工FT (配偶子インドラフアル tントランスファー)、工VF 11どの仲介再生技術の使用に有益なカップル を単離するためのプ、レスクリーニングとして有益である。Conversely, if sperm become unable to pass through the transparent membrane due to induction of mature acrosomes, As long as the tn transfer), engineering VF 11. Couples that benefit from the use of intermediary regeneration techniques It is useful as a pre-screen for isolating.

本発明の基本的方法は、配偶子相互作用前の1nvltroキヤパシテイテーシ ヨン法のすべてに用いることができる。本発明の基本的方法は、正常な精子カリ オタイプレベルを確立するための精子クロモシームアッセイ(SCA)として公 知のSPA Y使用することを可能にする。The basic method of the present invention is to obtain 1nvltro capacitance prior to gamete interaction. It can be used for all Yon methods. The basic method of the present invention is to Publicly known as Sperm Chromoseme Assay (SCA) for establishing otype levels. Makes it possible to use a well-known SPA.

未だ動物IMFはほとんどす<、その理由の1つは、牛、馬などの重要な家畜の キャパシティテーションを達成するのが難かしいためである。全ての哺乳動物の 精子に適用可能である本発明の基本的方法により、このような困難性は克服する ことができる。本発明方法の哺乳動物精子への適用性は、電気的に仲介されるC a ++依存性且つトリツガ−性の誘導に基いている。There are still very few animal IMFs, one of the reasons being that important livestock such as cows and horses This is because it is difficult to achieve capacity. of all mammals The basic method of the present invention, which is applicable to spermatozoa, overcomes these difficulties. be able to. The applicability of the method of the invention to mammalian spermatozoa is due to the electrically mediated C It is based on a++-dependent and trigger-like induction.

パルス型または振幅の將異的条件、用いる培地及び配偶子の取扱い条件などが種 によって相違している。Different pulse type or amplitude conditions, culture medium used, and gamete handling conditions may vary depending on the species. There are differences depending on

本発明のエレクトロパーミアビリゼーション法は、(!AMP 、タウリン、ス ーパーオキサイドディスムターゼなどが欠乏したサブフェルタイル精子にこのよ うな化合物ビ導入するのに用いることもできる。The electropermeabilization method of the present invention includes (!AMP, taurine, and - This effect occurs in subfertile sperm that are deficient in peroxide dismutase, etc. It can also be used to introduce such compounds.

多くの哺乳動物の精子と相違して、公知の生殖能力のあるヒトの精子は、ブレイ ンキュベーションiK[レベルのアクロソーム誘導ン示さない(C,E、 5t ock &L、R,Fraser 1987 、 Hun、 Reprod、2  、10 q −119)。通常、in vivoでは精子の≦0.001%し か卵子と相互作用χ持っチャンスがないため、物理的ファクターと同様に低精子 共時態により適当な時期にアクロソーム反応できる細胞プールのサイズが制限さ れる。このようなサンプルにエレクトロパーミアビリゼーションを適用すること により、他の適当な再生技術と一緒になってこの有用なゾールを上昇させること ができる。Unlike many mammalian spermatozoa, known fertile human spermatozoa are Incubation iK [no levels of acrosome induction (C, E, 5t ock & L, R, Fraser 1987, Hun, Reprod, 2 , 10q-119). Usually, in vivo, ≦0.001% of sperm Low sperm as well as physical factors because there is no chance of interacting with the egg Synchrony limits the size of the cell pool that can react with acrosomes at an appropriate time. It will be done. Applying electropermeabilization to such samples together with other suitable regeneration techniques to elevate this useful sol. Can be done.

ヒトのポリシスベルミンク(po:Lyzooapermic )サンプルと形 態学的に丸い頭を待ったサンプルとは高しベk(1)”r りo 7−ム異常ン 示す(W、B、 5chill et aLl 938、 Hum、 Repr O+1.3.139−145 )o コこれら両者のグループは、適当な選択機 構と組み合わせることによって、アクロソーム誘導tエレクトロパー ミ7 ヒ IJ セーションにより有効に行なうことができる。Human Lyzooapermic (po:Lyzooapermic) samples and shapes The sample with a morphologically round head has a higher height than the sample with a round head. Show (W, B, 5chill et aLl 938, Hum, Repr O+1.3.139-145 o o                                                               o  By combining with the structure, acrosome-induced electropermeation This can be effectively done by IJ session.

従って、本発明の利点及びそのポテンシャルが理解されよう。Thus, the advantages of the present invention and its potential will be appreciated.

浄?(内容に変更なし) パルス場地中のCocI2濃贋CmM)連用パルス電圧 (Vcm−’ ) パルス後のインキュベーション時間 (min )手続補正書(自発) 平成2年4月lZ日Pure? (No change in content) Pulse field underground CocI2 concentration CmM) continuous pulse voltage (Vcm-') Post-pulse incubation time (min) Procedure amendment (voluntary) April lZ day, 1990

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.精子プラズマ細胞電位を約−70mvから+1vに上げて、いわゆる精子浸 透法(SPA)において、正常の精子については100%以下の浸透が観察され 、オリゴ精子的(oligospermic)サンプルにおいては、前記方法で 75%以下の浸透が観察されるように、ca++イオンの流入を許容するのに十 分な電界を適用することを含む電気透過に、試験管内で精子をさらすことを特徴 とする精子中の光体反応を引き起こす方法。1. The sperm plasma cell potential is increased from approximately -70mv to +1v to perform so-called sperm immersion. In the transparent method (SPA), penetration of less than 100% is observed for normal sperm. , in oligospermic samples, the method sufficient to allow influx of Ca++ ions such that less than 75% penetration is observed. Characterized by exposing sperm in a test tube to electrotransmission, which involves applying a strong electric field A method to induce a photoreaction in sperm. 2.精子プラズマ細胞の電位を約−70mvから+1vに上げて、ca++イオ ンの流入を許容するのに十分な電界を適用することを含む電気透過に試験管中で 精子をさらすこと、スロゲートゾナフリ−(surrogate zona−f ree)ハムスタ−卵へ浸透するように処置された精子の能力を決定し、これに より、前記精子の発生上の潜在能力を示すことを特徴とする精子の発生上の潜在 能力を評価する方法。2. The potential of the sperm plasma cell was increased from about -70mv to +1v, and the ca++ ion electrotransmission in a test tube, which involves applying an electric field sufficient to allow the influx of exposing sperm, surrogate zona-f ree) Determine the ability of treated sperm to penetrate hamster eggs and The developmental potential of a spermatozoa characterized by exhibiting the developmental potential of said spermatozoa. How to assess competency. 3.精子プラズマ細胞電位を約−70mvから+1vに上げて、ca++イオン の流入を許容するのに十分な電界を適用することを含む電気透過に精子をさらす ことによって、試験管内で前記精子中の光体反応を引き起こすことを特徴とする 試験管内受精用精子の調製方法。3. Raise the sperm plasma cell potential from about -70mv to +1v to release Ca++ ions. exposing the sperm to electrotransmission, which involves applying an electric field sufficient to allow the influx of inducing a photoreaction in the spermatozoa in a test tube. Method for preparing sperm for in vitro fertilization. 4.精子プラズマ細胞電位を約−70mvから+1vに上げて、ca++イオン の流入を許容するのに十分な電界を適用することを含む電気透過に精子を試験管 内でさらすことによつて、生育不能の精子から生育可能の精子に変換することを 特徴とする雄不受精を処置する方法。4. Raise the sperm plasma cell potential from about -70mv to +1v to release Ca++ ions. Electrotransmittance the sperm into a test tube, which involves applying an electric field sufficient to allow the influx of The process of converting non-viable sperm into viable sperm by exposing the A method of treating characteristic male infertility. 5.精子プラズマ細胞電位を約−70mvから+1vに上げて、ca++イオン の流入を許容するのに十分な電界を適用することを含む電気透過に精子のサンプ ルを試験管内でさらすこと、スロゲートゾナフリ−(surrogate zo na−free)ハムスタ−卵へ浸透するように処置された精子の能力を決定し 、これにより、前記精子の発生上の潜在能力を示すことを特徴とする雄関与不受 精を診断する方法。5. Raise the sperm plasma cell potential from about -70mv to +1v to release Ca++ ions. Electropermeation of the sperm sample involves applying an electric field sufficient to allow the influx of In vitro exposure of the surrogate zonafree na-free) Determining the ability of treated sperm to penetrate hamster eggs , thereby demonstrating the developmental potential of said sperm. How to diagnose sperm. 6.前記電界力625−2000vcm−1のフイールドストレングス(fie ld strength)に相当する、250−1000vの電圧でパルスとし て適用される請求の範囲1−5項のいずれか一項に記載の方法。6. The field strength of the electric field force 625-2000vcm-1 Pulse with a voltage of 250-1000v, corresponding to 6. A method according to any one of claims 1 to 5 applied to. 7.前記パルスが性質上指数関数的である前各項に記載の方法。7. A method according to the preceding clauses, wherein the pulses are exponential in nature. 8.前記パルスが明瞭な形及び持続を示す四角の波パルスである請求の範囲1− 6のいずれか一項に記載の方法。8. Claim 1- wherein said pulse is a square wave pulse exhibiting a distinct shape and duration. 6. The method according to any one of 6. 9.適用される前記パルスがタイムコンスタント(timeconstant) 約2.5mSであり、25μFで約500vである請求の範囲第7項記載の方法 。9. The applied pulse is time constant. The method of claim 7, wherein the voltage is approximately 2.5 mS and approximately 500 V at 25 μF. . 10.10−50msのパルスを450vで適用する請求の範囲第8項の方法。10. The method of claim 8 in which pulses of 10-50 ms are applied at 450 volts. 11.20−25℃の範囲の温度で実施される前各項記載の方法。11. A method as described in the preceding paragraphs, carried out at a temperature in the range of 20-25°C. 12.前記パルスの媒体が、2.0−20mMの範囲の濃度でca++イオン源 を含む前各項記載の方法。12. The medium of the pulse contains a Ca++ ion source at a concentration in the range of 2.0-20mM. The methods described in the preceding sections, including. 13.前記媒体がイオン性、部分的イオン性又は実質的に非イオン性媒体から選 ばれる前各項記載の方法。13. The medium is selected from ionic, partially ionic or substantially non-ionic media. The methods described in the preceding sections will be disclosed. 14.前記パルス媒体が、精子の入つている反応容器に精子がくつつくのを防止 し、精子の運動性を維持する薬剤を含む前各項記載の方法。14. The pulsed medium prevents the sperm from sticking to the reaction vessel containing the sperm. and the method described in each of the preceding paragraphs, which includes a drug that maintains sperm motility. 15.後パルス配偶子相互作用が蛋白質含有媒体中で実施される前各項記載の方 法。15. Those described in the preceding paragraphs in which the post-pulse gamete interaction is carried out in a protein-containing medium. Law. 16.前記精子がヒト精子である前各項記載の方法。16. The method described in each of the preceding items, wherein the spermatozoa are human spermatozoa.
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