KR101005022B1 - 실험동물의 정액 채취 방법 및 이를 이용한 인공수정 방법 - Google Patents

실험동물의 정액 채취 방법 및 이를 이용한 인공수정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실험동물의 정소상체 또는 정관에서 정액을 채취하는 방법 및 이를 이용한 인공수정 방법에 관한 것이다. 본 발명은 인공수정을 이용한 동물생산 분야에서의 새로운 적용법에 관한 것으로서, 종래의 실험동물 인공수정 방법의 문제점을 개선하여, 임신률 및 생산성이 뛰어나고 시간적으로 효율적이며 동물의 대량사육 유지비용에 있어 막대한 경제적 손실을 방지하여 경제성 및 산업성이 뛰어나다.
실험동물, 정액 채취, 인공수정, 토끼, 정소상체, 정관

Description

실험동물의 정액 채취 방법 및 이를 이용한 인공수정 방법{A method of collecting semen from lab animals and artificial insemination method thereof}
본 발명은 실험동물의 정소상체 또는 정관에서 정액을 채취하는 방법 및 이를 이용한 인공수정 방법에 관한 것이다.
실험동물로서 중요한 동물종의 하나인 토끼(domestic rabbit)는 약리, 대사, 면역, 혈액, 병리, 내분비 등 여러분야에서 연구용 또는 검정용 목적으로 많이 이용되고 있다. 생식독성학적인 측면에서 토끼는 약물의 최기형성 유무의 검색을 위한 유용한 동물종으로 이용되고 있다. 암컷 토끼는 자연적으로는 배란이 되지 않고 수컷의 교미자극이나 호르몬 또는 전기자극에 의해 배란이 유도되기 때문에 필요에 따라 교미시기와 교미동물 수를 조절할 수 있으며, 태자의 크기가 랫트나 마우스보다 상대적으로 커서 태자의 형태학적 검사시 보다 정확한 소견을 관찰할 수 있는 이점이 있다(Gibson, JP, Staples, RE and Newberne, JW(1966):Use of rabbit in teratogenecity studies. Toxicol and Appl Pharmacol, 9:398-408). 이러한 여러가지 이점으로 인하여 미국 식품의약품안정청(FDA), OECD, 국립보건안전연구원 등의 독성시험 지침에서도 비설치류를 이용한 최기형성의 평가시에는 반드시 토끼를 이용하도록 규정하고 있다.
토끼를 이용한 최기형성 시험에서는 단기간에 많은 수의 임신동물이 요구된다. 상기 목적을 위하여 현재 사용되는 방법으로는 암수 토끼의 직접 교배에 의한 자연교배방법과 수컷 토끼간의 자연승가 행위에 따라 외부로 사출된 정액을 인공질을 이용하여 채취하고 채취된 정액을 암컷 토끼에 주입하여 인공수정하는 방법 2가지가 있다.
그러나 자연교배방법은 많은 시간과 노력이 필요하고 다수의 수컷 동물을 유지하고 있어야 하는 단점이 있다. 인공질법을 이용한 토끼의 인공수정 방법은 수컷 토끼의 상태에 따라 정액 채취 소요시간이 매우 유동적이고 정액사출 및 채취률이 매우 낮으며, 뇨 등의 불순물에 의한 실패확률이 높은 문제점이 있다. 또한 승가행위를 유도하기 위한 불필요한 수컷 토끼를 다량 보유해야 하므로 시설 유지 및 사육공간 활용의 비효율성이 대단히 높은 실정이다.
한편, 동물의 인공수정을 위해서는 정액의 채취가 선행적으로 요구된다. 인위적으로 사정중추를 자극하여 사정을 유발하는 정액의 채취는 동물의 종에 따라 여러가지 방법이 이용되고 있다. 예를 들면 마사지법, 전기자극법, 수압법, 인공질법 등이 있다.
마사지법은 칠면조나 닭에 이용되는 주된 방법으로서 닭의 경우 머리가 아래 로 가도록 보정한 후 치골과 용골돌기 사이를 마사지하고 퇴화교미기의 기부를 눌러 누출된 정액을 채취하는 방법이다.
전기자극법은 돼지, 소, 양, 개 등에 이용되는데 천골부위에 전기적인 자극을 가하여 사정중추를 흥분시켜 정액을 채취하는 방법이다.
수압법은 돼지에 이용되는 주된 방법으로서 돼지의 성욕을 자극하고 의빈대에 승가하게 하여 음경이 나오는 순간 손으로 압박을 가하여 사정시키는 방법이다.
인공질법은 소, 말, 양, 토끼 등에서 주로 이용되고 돼지에서는 부분적으로 이용되는 방법으로서, 동물의 생식기와 유사한 온도와 압력조건을 가진 인공적으로 만든 질을 이용하여 인공질 내에 사정시키는 방법이다.
한편, 정관 및 정소상체 내에는 미세혈관이 복잡하게 얽혀있기 때문에, 상기 정관 및 정소상체에 카테터를 직접 삽입하여 정액을 채취하는 경우 정액과 혈액이 혼재되어 순수한 정액을 얻을 수 없는 문제가 있었다.
이에 본 발명자들은 종래 실험동물의 인공수정 방법의 문제점을 개선할 새로운 인공수정 방법 및 정액 채취 방법을 연구하여, 임신률 및 생산성이 뛰어나고 시간적으로 효율적이며 동물의 대량사육 유지비용에 있어 막대한 경제적 손실을 방지하여 경제성 및 산업성이 뛰어난, 실험동물의 정소상체 또는 정관에서 정액을 채취하는 방법 및 이를 이용한 인공수정 방법에 관한 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 임신률 및 생산성이 뛰어나고 시간적으로 효율적이며 동물의 대량사육 유지비용에 있어 막대한 경제적 손실을 방지하여 경제성 및 산업성이 뛰어난, 실험동물의 정소상체 또는 정관에서 정액을 채취하는 방법 및 이를 이용한 인공수정 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적 달성을 위하여 본 발명은, 실험동물의 정관의 외부 혈관을 제거한 후 상기 혈관이 제거된 정관에서 정액을 채취하는 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 실험동물의 정관의 외부에 있는 정소 동정맥을 제거한 후 상기 정소 동정맥이 제거된 정관에서 정액을 채취하는 방법을 제공한다.
나아가 본 발명은 정관 및 정소 동정맥에 사이에 존재하는 막에 용매를 주입하여 정관과 정소 동정맥을 분리시켜서 정소 동정맥을 제거한 후 상기 정소 동정맥이 제거된 정관에서 정액을 채취하는 방법을 제공한다. 상기 용매는 식염수인 것이 바람직하다.
나아가 본 발명은 실험동물의 정관 외부 혈관의 혈액을 제거한 후 상기 혈액 이 제거된 정관에서 정액을 채취하는 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 실험동물의 정관 외부에 있는 정소 동정맥의 혈액을 제거한 후 상기 혈액이 제거된 정관에서 정액을 채취하는 방법을 제공한다.
나아가 본 발명은 실험동물의 정관 외부에 있는 정소 동정맥에 용매를 주입하여 혈액을 세정(flushing)하여 혈액을 제거한 후 상기 혈액이 제거된 정관에서 정액을 채취하는 방법을 제공한다. 상기 용매는 식염수인 것이 바람직하다.
또한 본 발명은 실험동물의 복대동맥 또는 복대정맥을 절개하여 혈액을 제거한 후 정관에서 정액을 채취하는 방법을 제공한다.
나아가 본 발명은 실험동물의 정소상체의 외부 혈관을 제거한 후 상기 혈관이 제거된 정소상체에서 정액을 채취하는 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 실험동물의 정소상체의 외부 혈관을 제거한 후 상기 혈관이 제거된 정소상체를 절개하여 정액을 채취하는 방법을 제공한다.
나아가 본 발명의 정액을 채취하는 방법은 30~45℃의 온도를 유지하면서 혈액 또는 혈관을 제거하고 정액을 채취하는 것이 바람직하다. 상기 혈액을 제거할 때의 온도는 30~45℃로 유지하는 것이 바람직하다. 온도는 정관 및 정소상체 속에 존재하는 정자의 활성에 매우 큰 영향을 미치기 때문에, 주사침, 생리식염수 등 혈액 제거에 사용된 모든 부속품의 온도는 토끼의 체온과 유사한 37~40℃의 범위 내에서 가온하여 사용하였다.
또한 본 발명의 정액을 채취하는 방법은 토끼, 마우스, 랫드, 개 또는 기니픽의 정액 채취 방법으로 바람직하다.
나아가 본 발명은 실험동물의 정관의 외부 혈관을 제거한 후 상기 혈관이 제거된 정관에서 정액을 채취하고, 채취한 정액을 암컷에 주입하는 인공수정 방법을 제공한다. 상기 혈관은 정소 동정맥인 것이 바람직하다. 구체적으로는 정관 및 정소 동정맥에 사이에 존재하는 막에 용매를 주입하여 정관과 정소 동정맥을 분리시켜서 정소 동정맥을 제거한 후 상기 정소 동정맥이 제거된 정관에서 정액을 채취하여 채취된 정액을 암컷에 주입하는 인공수정 방법을 제공한다. 상기 용매는 식염수인 것이 바람직하다.
또한 본 발명은 실험동물의 정관 외부 혈관의 혈액을 제거한 후 상기 혈액이 제거된 정관에서 정액을 채취하고, 채취한 정액을 암컷에 주입하는 인공수정 방법을 제공한다. 상기 혈관은 정소 동정맥인 것이 바람직하다. 구체적으로는 실험동물의 정관 외부에 있는 정소 동정맥에 용매를 주입하여 혈액을 세정(flushing)하여 혈액을 제거한 후 상기 혈액이 제거된 정관에서 정액을 채취하여 채취된 정액을 암컷에 주입하는 인공수정 방법을 제공한다. 상기 용매는 식염수인 것이 바람직하다. 또한 채취한 정액을 희석하여 암컷에 주입하는 것이 바람직하다.
나아가 본 발명은 실험동물의 복대동맥 또는 복대정맥의 혈액을 제거한 후 정관에서 정액을 채취하고, 채취한 정액을 암컷에 주입하는 인공수정 방법을 제공한다. 또한 채취한 정액을 희석하여 암컷에 주입하는 것이 바람직하다.
나아가 본 발명은 실험동물의 정소상체의 외부 혈관을 제거한 후 상기 혈관이 제거된 정소상체에서 정액을 채취하고, 채취한 정액을 암컷에 주입하는 인공수정 방법을 제공한다. 상기 혈관은 정소 동정맥인 것이 바람직하다. 구체적으로는 실험동물의 정소상체의 외부 혈관을 제거한 후 상기 혈관이 제거된 정소상체를 절개하여 정액을 채취하여 채취된 정액을 암컷에 주입하는 인공수정 방법을 제공한다. 상기 용매는 식염수인 것이 바람직하다. 또한 채취한 정액을 희석하여 암컷에 주입하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 인공수정 방법은 30~45℃의 온도를 유지하면서 혈액 또는 혈관을 제거하고 정액을 채취하는 것이 바람직하다.
나아가 본 발명의 인공수정 방법은 토끼, 마우스, 랫드, 개 또는 기니픽의 인공수정 방법으로 바람직하다.
본 발명은 임신률 및 생산성이 뛰어나고 시간적으로 효율적이며 동물의 대량사육 유지비용에 있어 막대한 경제적 손실을 방지하여 경제성 및 산업성이 뛰어난, 실험동물의 정소상체 또는 정관에서 정액을 직접 채취하는 방법 및 이를 이용한 인공수정 방법을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 토끼의 정관에서 정액을 직접 채취
(1) 온도를 30~45℃로 유지하면서 수컷 토끼의 정관 외벽 및 정관 동정맥 사이에 존재하는 막에 주사침을 투과 후 생리식염수를 주입하여 정관과 정관 동정맥을 분리하여 혈관을 제거하였다. 상기 혈관이 제거된 정관에 카테터를 삽입하고 생리식염수 관류를 통해 정액를 채취하였다.
(2) 다른 방법으로, 온도를 30~45℃로 유지하면서 수컷 토끼의 정관 외벽에 위치한 정관 동정맥에 주사침을 투과 후 생리식염수 주입관류를 통해 혈액을 제거하였다(flushing). 상기 혈액이 제거된 정관에 카테터를 삽입하고 생리식염수 관류를 통해 정액를 채취하였다.
(3) 또 다른 방법으로, 온도를 30~45℃로 유지하면서 수컷 토끼의 복대동맥 또는 복대정맥을 절개하여 혈액을 제거시켰다. 정관에 카테터를 삽입하고 생리식염수 관류를 통해 정액를 채취하였다.
실시예 2: 토끼의 정소상체에서 정액을 직접 채취
온도를 30~45℃로 유지하면서 수컷 토끼의 정소 상체의 혈관을 제거하고 상기 혈관이 제거된 정소상체를 절개하여 정액을 채취하였다.
상기 실시예 1 또는 실시예 2의 방법을 통하여 개체당 20ml의 정액을 채취하였다. 상기 방법을 통하여 정자 및 식염수가 혼합된 높은 순도의 건강한 정자를 수득할 수 있었다.
비교예 1: 인공질법에 의한 토끼의 정액 채취
인공질은 내부의 고무관과 외부의 플라스틱관 사이에 물을 채워 넣고 완전히 조립한 다음 인공질 내의 수온이 45~50℃가 될 때까지 50℃의 항온수조에 충분히 부유시켜 두었다.
두 마리의 수컷토끼를 상부가 트인 사육상자에 넣어 두었다. 교미동작을 시작할 때 항온수조에 부유시켜둔 인공질을 꺼내어 밑부분에 정액채집관을 고정한 다음 교미동작을 하는 수컷의 뒷다리 사이에 갖다 대어 정액을 채취하였다. 이 방법을 통하여 0.5 ml의 정액을 채취하였다. 이는 상기 실시예 1의 부피의 1/40이었다.
실험예 1: 정액 채취 방법에 따른 정액의 성상 비교
수컷토끼로부터 채집된 정자의 운동성, 정자수(농도), 기타 형태학적 이상 유, 무 비교를 위해 정자분석기(Hamilton-thorn, USA)를 사용하여 실시예 1 또는 실시예 2 및 비교예 1의 정액을 비교 분석하였다. 그 결과는 표 1에 나타내었다.
정자의 운동성 비교
  비교예 1 실시예
 정자의 운동성  80%이상   80%이상
정자의 형상 비교
비교예 1 실시예
정상 정자
머리가 없는 경우
머리가 2개 인 경우
꼬리가 없는 경우
꼬리가 2개인 경우
꼬리가 구부러진 경우
이상 비율(abnormality)(%)
3 / 100
1
-
2
-
-
3 (%)
2 / 100
1
-
1
-
-
2 (%)
표 1과 같이 실시예 및 비교예는 80 % 이상의 활발한 정자 운동성을 나타내었다. 정자의 형상에 있어서 정상 정자수는 실시예와 비교예가 큰 차이를 보이지 않았다. 실시예가 비교예에 비하여 이상 비율(abnormality)(%)이 낮음을 알 수 있다.
실험예 2: 토끼의 정소상체 또는 정관에서 채취한 정액을 이용한 인공수정
실험예 1 또는 실시예 2 및 비교예 1의 정액을 생리식염수에 희석하거나 희석없이 3.5kg 이상의 암컷토끼(20수) 좌, 우측 자궁에 주입관을 이용하여 각각 0.5~1ml씩 주입하였다. 인공수정 종료 후 과배란 유도를 위해 hCG(10iu/KG/B.W.Rabbit)를 이정맥 주사하였다. 인공 수정일을 임신0일로 하였으며, 임신 28일 이후 임신모체에 대한 제왕절개를 수행하여, 임신유무 및 착상률(수), 생존태자, 태반 및 태자의 무게, 성비, 외표이상, 골격 및 내장이상 유, 무 등을 관찰하였다. 그 결과는 표 2 에 나타내었다.
  비교예 1 실시예
임신율(%) 18 / 20 (90.0%) 20 / 20 (100.0%)
착상률(%) 135 / 167 (80.3%) 153 /182 (84.9%)
생존 태자수/모체 123 / 15
(평균=8.3 태자)
146  / 18
(평균=8.1 태자)
태반무게 4.84g 5.13g
몸무게 37.07g 36.84g
성비율(암컷: 수컷) 1 : 1.12 1 : 0.90
임신 28일 제왕절개를 수행한 결과 20마리의 암컷토끼 중 20수(100%)의 모체에서 최종 임신(초기유산 포함)이 확인 되었다. 착상률에 있어 평균 84.9% 관찰되었다. 모체당 평균 생존태자수에 있어 초기유산으로 인한 개체를 제외한 18수의 모체로부터 146수(8.1수/모체별 평균 생존태자수)의 태자가 확인 되었다. 태자의 성비 비교에 있어 암·수 비율이 1:0.91 으로 산출되었다. 태반 및 태자의 무게를 측정한 결과 태반의 평균무게는 5.13g, 태자의 평균체중은 36.84g으로 측정되었다. 태자에 대한 외표이상 유, 무를 관찰한 결과 특이한 이상 발현은 관찰되지 않았다.
또한 인공질법에 의한 인공수정의 경우, 수컷 정액 채취부터 인공수정 종료시까지 평균 4~5시간 이상이 소요된 반면, 본원발명의 경우, 30분 이내에 모든 작업이 완료되었으며, 동물의 상태 및 조건과 무관하게 인공수정 시간, 시기의 임의적 조정이 가능하였다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 실험동물의 정소상체 또는 정관에서 정액을 직접 채취하는 방법 및 이를 이용한 인공수정 방법은 임신률 및 생산성이 뛰어나고 시간적으로 효율적이며 동물의 대량사육 유지비용에 있어 막대한 경제적 손실을 방지하여 경제성 및 산업성이 뛰어나다.
도 1의 (A)는 외부 혈관을 제거하기 전 정관이고, (B)는 외부 혈관이 제거된 정관 사진이다.
도 2의 (A)는 외부 혈관의 혈액을 제거하기 전 정소상체 및 정관이고, (B)는 외부 혈관의 혈액이 제거된 정소상체 및 정관 사진이다.

Claims (19)

  1. a) 실험동물의 정관 및 정관을 둘러싸고 있는 외부 혈관 사이에 존재하는 막에 용매를 주입하여 정관과 외부 혈관을 분리시켜서 정관을 둘러싸고 있는 외부 혈관을 제거하는 단계; 및
    b) 상기 혈관이 제거된 정관에서 정액을 채취하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정액 채취 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    a) 단계는 정관을 둘러싸고 있는 정소 동정맥을 제거하는 것을 특징으로 하는 정액 채취 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    정관 및 정소 동정맥에 사이에 존재하는 막에 용매를 주입하여 정관과 정소 동정맥을 분리시켜서 정소 동정맥을 제거하는 것을 특징으로 하는 정액 채취방법.
  4. 제3항에 있어서,
    용매는 식염수임을 특징으로 하는 정액 채취 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. a) 실험동물의 정소상체 및 정소상체를 둘러싸고 있는 외부 혈관 사이에 존재하는 막에 용매를 주입하여 정소상체와 외부 혈관을 분리시켜서 정소상체를 둘러싸고 있는 외부 혈관을 제거하는 단계; 및
    b) 상기 혈관이 제거된 정소상체에서 정액을 채취하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정액 채취 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    b) 단계는 정소상체를 절개하여 정액을 채취하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정액 채취 방법.
  12. 제1항 내지 제4항, 제10항 및 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    a) 단계 및 b) 단계가 30~45℃의 온도를 유지하는 것을 특징으로 하는 정액 채취 방법.
  13. 제1항 내지 제4항, 제10항 및 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실험 동물은 토끼, 마우스, 랫드, 개 및 기니픽로 구성된 군에서 선택된 어느 하나임 것을 특징으로 하는 정액 채취 방법.
  14. 제1항 내지 제4항, 제10항 및 제11항 중 어느 한 항의 방법으로 정액을 채취하는 단계; 및
    채취한 정액을 암컷에 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공수정 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 채취한 정액을 희석하여 암컷에 주입하는 것을 특징으로 하는 인공수정 방법.
  16. 제12항의 방법으로 정액을 채취하는 단계; 및
    채취한 정액을 암컷에 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공수정 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 채취한 정액을 희석하여 암컷에 주입하는 것을 특징으로 하는 인공수정 방법.
  18. 제13항의 방법으로 정액을 채취하는 단계; 및
    채취한 정액을 암컷에 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공수정 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 채취한 정액을 희석하여 암컷에 주입하는 것을 특징으로 하는 인공수정 방법.
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