KR102306054B1 - Composition and Method for enhancing developmental rate of embryos using melatonin - Google Patents

Composition and Method for enhancing developmental rate of embryos using melatonin Download PDF

Info

Publication number
KR102306054B1
KR102306054B1 KR1020200180256A KR20200180256A KR102306054B1 KR 102306054 B1 KR102306054 B1 KR 102306054B1 KR 1020200180256 A KR1020200180256 A KR 1020200180256A KR 20200180256 A KR20200180256 A KR 20200180256A KR 102306054 B1 KR102306054 B1 KR 102306054B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lift
scnt
downward
embryo
melatonin
Prior art date
Application number
KR1020200180256A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20200145804A (en
Inventor
이동율
이아름
엄진희
이정은
Original Assignee
차의과학대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 차의과학대학교 산학협력단 filed Critical 차의과학대학교 산학협력단
Publication of KR20200145804A publication Critical patent/KR20200145804A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102306054B1 publication Critical patent/KR102306054B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/06Animal cells or tissues; Human cells or tissues
    • C12N5/0602Vertebrate cells
    • C12N5/0603Embryonic cells ; Embryoid bodies
    • C12N5/0604Whole embryos; Culture medium therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/06Animal cells or tissues; Human cells or tissues
    • C12N5/0602Vertebrate cells
    • C12N5/0608Germ cells
    • C12N5/0609Oocytes, oogonia
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2501/00Active agents used in cell culture processes, e.g. differentation
    • C12N2501/30Hormones

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Gynecology & Obstetrics (AREA)
  • Reproductive Health (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

멜라토닌을 포함하는, 배아 발달용 조성물 및 이를 이용하여 배아 발달률을 향상시키는 방법에 관한 것으로, 상기 조성물은 배아의 2-세포기 발달 정지를 방지하여 배반포로의 발달 효율을 증가시키는 바, 질적 또는 양적으로 우수한 배반포를 수득할 수 있다. It relates to a composition for embryonic development comprising melatonin and a method for improving the embryonic development rate using the same, wherein the composition increases the efficiency of development into blastocysts by preventing the two-cell phase developmental arrest of the embryo, qualitative or Quantitatively superior blastocysts can be obtained.

Description

멜라토닌을 포함하는, 배아 발달용 조성물 및 이를 이용하여 배아 발달의 효율을 향상시키는 방법{Composition and Method for enhancing developmental rate of embryos using melatonin}A composition for embryo development, including melatonin, and a method for improving the efficiency of embryonic development using the same

멜라토닌을 포함하는, 배아 발달용 조성물 및 이를 이용하여 배아 발달의 효율을 향상시키는 방법에 관한 것이다.It relates to a composition for embryo development, including melatonin, and a method for improving the efficiency of embryo development using the same.

체세포 핵 이식(somatic cell nuclear transfer, SCNT)-기반의 재프로그래밍(reprogramming) 및 배아줄기세포(embryonic stem cell, ESCs)의 유도(derivation)는 재생 의학을 위한 환자-특이적 줄기세포를 생산할 수 있다고 제안되어 왔다. 최근, 3개의 개별적인 연구 그룹이 여러 자원으로부터 양질의 인간 난모세포 및 섬유아세포를 사용하여 몇몇 체세포 핵 이식-배아줄기세포(SCNT-ESC) 계통을 성공적으로 유도하였다. 인간의 SCNT 배아의 발달 정지 중 많은 부분이 히스톤 메틸화의 조절에 의해 부분적으로 극복됨에 따라, 현재 세포 치료에 적용 가능한 기술이 되었다. 또한, 인간 백혈구 항원(human leukocyte antigen, HLA)-일치 동종 접합성 다능성 줄기세포(homozygous pluripotent stem cells, PSCs)의 확립은 SCNT-ESCs의 잠재적 효율성을 증가시킬 수 있으나, 연구 및 임상 적용을 위해 많은 수의 기증된 인간 난모세포를 필요로 한다. Somatic cell nuclear transfer (SCNT)-based reprogramming and derivation of embryonic stem cells (ESCs) could produce patient-specific stem cells for regenerative medicine. has been proposed Recently, three separate research groups have successfully derived several somatic cell nuclear transfer-embryonic stem cell (SCNT-ESC) lineages using high-quality human oocytes and fibroblasts from multiple sources. As many of the developmental arrests of human SCNT embryos are partially overcome by modulation of histone methylation, it is now an applicable technique for cell therapy. In addition, the establishment of human leukocyte antigen (HLA)-matched homozygous pluripotent stem cells (PSCs) could increase the potential efficiency of SCNT-ESCs, but there are many Requires a number of donated human oocytes.

최근, 난모세포 유리화동결(vitrification) 기술은 인간 보조 생식 기술뿐만 아니라 널리 사용되는 저온 보존 방법의 실용적인 기술로 사용되고 있다. 실제로, 유리화동결(저온 냉동)된 난모세포에서 출생한 자손의 세포 발생 및 발달 정지(cell bolck)는 기존 체외수정(in vitro fertilization, IVF)과 비교하였을 때 증가하지 않았다고 보고되었다. 이 기술은 불임 여성의 임신 가능성을 유지하고, 노화 유발성 다산 감소 위험에 처한 가임기 여성 및 암 치료로 인한 생식력의 위험을 치료할 수 있는 귀중한 기회를 제공한다. 또한, 인간 초과 난모세포의 유리화동결은 SCNT와 같은 연구를 위한, 지속적인 난자를 제공할 수 있으며, 그 사용은 또한 윤리적인 우려를 감소시킬 수 있다. 그러나, 최근까지 저온 보존된 난모세포를 이용한 복제란의 생산 및 SCNT-ESC 계통의 유도는 이루어지지 않았다. 심지어 생존율이 90% 이상인 경우에도 유리화동결된 난모세포의 임상 결과는 인간의 생식 기술 프로그램의 신선한 난모세포 보다 낮았다. 이것은 세포 골격 손상, 스핀들 구조의 변화, 미세소관, 피질 과립 분포 및 난모세포의 경화에 기인한 것으로 생각된다. 또한, 저온 보존된 난모세포는 높은 수준의 지질 때문에 산화스트레스에 특히 약하며, 산화 및 환원 반응과 세포 내 항산화 시스템 사이의 균형에 영향을 주는 다량의 활성 산소를 생성한다.Recently, the oocyte vitrification technique has been used as a practical technique for a widely used cryopreservation method as well as a human assisted reproduction technique. In fact, it was reported that cell development and cell bolck of progeny born from vitrified-frozen (low-temperature frozen) oocytes did not increase when compared with conventional in vitro fertilization (IVF). This technology provides a valuable opportunity to maintain fertility in infertile women and treat fertility risks from cancer treatment and women of childbearing potential at risk for age-induced fertility decline. In addition, vitrification-freezing of human excess oocytes may provide persistent oocytes for studies such as SCNTs, and their use may also reduce ethical concerns. However, until recently, production of cloned eggs and induction of SCNT-ESC lines using cryopreserved oocytes were not achieved. Clinical outcomes of vitrified-frozen oocytes were lower than fresh oocytes from human reproductive technology programs, even when survival rates were greater than 90%. This is thought to be due to cytoskeletal damage, changes in spindle structure, microtubules, cortical granular distribution, and hardening of oocytes. In addition, cryopreserved oocytes are particularly vulnerable to oxidative stress due to their high levels of lipids, and produce large amounts of free radicals that affect the balance between oxidative and reduction reactions and intracellular antioxidant systems.

일 양상은 멜라토닌을 포함하는, 배아 발달 효율 증가 또는 배아 형성용 조성물을 제공하는 것이다.One aspect is to provide a composition for increasing embryonic development efficiency or forming an embryo, including melatonin.

다른 양상은 난자를 멜라토닌이 포함된 배지에서 배양하는 단계를 포함하는 배아 발달의 효율을 증가 또는 배아 형성을 증가시키는 방법을 제공하는 것이다.Another aspect is to provide a method for increasing the efficiency of embryonic development or increasing embryonic formation, comprising culturing an egg in a medium containing melatonin.

일 양상은 멜라토닌을 포함하는, 배아의 형성을 증가시키기 위한 조성물을 제공한다. 또 다른 양상은 멜라토닌을 포함하는, 배아 발달의 효율을 증가시키기 위한 조성물을 제공한다. 즉, 멜라토닌을 포함하는, 배아의 형성의 증가 및/또는 배아 발달의 효율을 증가시키기 위한 조성물을 제공한다. One aspect provides a composition for increasing the formation of an embryo comprising melatonin. Another aspect provides a composition for increasing the efficiency of embryonic development comprising melatonin. That is, there is provided a composition comprising melatonin for increasing the formation of an embryo and/or for increasing the efficiency of embryo development.

본 명세서에서 용어 "배아의 형성"은 접합체(zygote)가 세포분열을 통해 여러 개의 세포가 되고, 이 세포들이 세포분열과 분화를 거쳐 배아(embryo)를 형성하는 것 또는 배아로 발생하는 것을 의미한다. As used herein, the term "formation of an embryo" means that a zygote becomes several cells through cell division, and these cells form an embryo or develop into an embryo through cell division and differentiation. .

본 명세서에서 용어 "효율의 증가"은 난자의 배반포 발달 또는 배반포 발달의 증가를 의미한다. 상기 배반포란 수정란이 난할을 거듭하여 자라는 과정에서 치밀화된 상실배 이후에 배반포강을 형성하여 태아로 분화할 내세포피(inner cell mass)와 태반으로 분화할 영양막세포(trophectoderm)로 구분이 될 정도로 발육된 상태의 수정란을 의미한다. 따라서, 상기 효율의 증가는 H3K9me3 메틸레이션을 감소시키는 제제의 부존재 하에서 배양한 난자와 비교하여 난자의 배아 발달 효율이 증가하는 것, 배아의 배반포 단계로의 발달이 증가하는 것, 배반포 단계로의 발생이 증가하는 것, 배반포의 생성 효율이 증가하는 것, 배반포의 수득 효율이 증가하는 것 또는 배반포의 발달 형성율이 증가하는 것을 의미한다.As used herein, the term "increase in efficiency" means an increase in blastocyst development or blastocyst development of an egg. In the process of the blastocyst and fertilized egg growing repeatedly, the blastocyst forms a blastocyst after the densified morula, and develops to the extent that it is divided into an inner cell mass that will differentiate into a fetus and a trophectoderm that will differentiate into a placenta. It means a fertilized egg. Therefore, the increase in efficiency is related to the increase in the embryonic development efficiency of the oocyte compared to the oocyte cultured in the absence of an agent that reduces H3K9me3 methylation, the increase in the development of the embryo to the blastocyst stage, and the development to the blastocyst stage This increase means that the production efficiency of blastocysts is increased, that the yield efficiency of blastocysts is increased, or that the rate of developmental formation of blastocysts is increased.

일 구체예에서, 상기 조성물은 기본 배지에 멜라토닌이 0.1 μM 내지 50 μM의 농도로 포함된 것일 수 있다. 멜라토닌은 생물학적인 반응의 주기와 관련된 분자로, N-아세틸-5-메톡시트립타민으로도 알려져 있다. 포유동물에서 멜라토닌은 세포주기를 조정하고 산화적 스트레스와 세포사멸에 강력한 저항성을 보인다. 즉, 일 양상에 따른 방법은 멜라토닌이 포함된 배지에서 체세포의 핵 및 핵이 제거된 난자를 배양함으로써, 상기 체세포 핵 이식 난자의 활성산소 및 세포사멸을 감소시키는 바, 세포 손상을 방지하여 질적으로 향상된 배반포를 수득할 수 있다는 이점이 있다. 또한, 체세포 핵 이식 난자로 인공 수정된 수정란의 착상률을 증진시키고, 배아줄기세포 유도를 증진시킬 수 있다. 구체적으로, 기본배지에 멜라토닌을 0.1 μM 내지 50 μM, 0.1 μM 내지 40 μM, 0.1 μM 내지 30 μM, 1 μM 내지 50 μM, 1 μM 내지 30 μM, 5μM 내지 30 μM, 5 μM 내지 25 μM, 5 μM 내지 20 μM, 10μM 내지 25 μM 또는 5 μM 내지 15 μM을 포함할 수 있다. 이때, 상기 기본배지에 포함되는 멜라토닌의 농도가 상기 범위 미만인 경우, 활성산소를 효과적으로 제거할 수 없으므로, 체세포 핵 이식 난자의 배반포 발달 효율을 저해하는 바, 좋은 품질의 난자를 수득할 수 없다는 문제점이 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우, 체세포 핵 이식 난자에 멜라토닌이 오랜 시간 동안 작용하여 난자의 성숙을 방해하는 문제점이 있다. 구체적으로, 상기 기본 배지는 포유동물 난자의 배양에 사용되는 기본배지인 것일 수 있다. 상기 기본배지는 포유동물의 종에 따라 차이가 있으나, 무기염류, 탄소원, 아미노산, 소 혈청 알부민 및 보조인자로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하며, 당업자에게 알려진 일반적인 배지를 모두 포함할 수 있다. 상기 무기염류로는, NaCl, KCl 및 NaHCO3 등을 사용할 수 있고, 탄소원으로는 글루코스, 나트륨, 피루베이트 및 젖산칼슘염 등을 사용할 수 있으며, 아미노산으로는 글루타민을 비롯한 필수 아미노산 및 비필수 아미노산, 보조인자로는 기타 미량 원소 및 완충액 등을 사용할 수 있다. 상기 배지는 예를 들어, MEM (Minimal Essential Medium), DMEM (Dulbecco modified Eagle Medium), RPMI (Roswell Park Memorial Institute Medium), K-SFM(Keratinocyte Serum Free Medium), IMDM(Iscove's Modified Dulbecco's Medium), F12 및 DMEM/F12로 구성된 군에서 선택되는 것일 수 있다. 또한, 배지는 등장액 중의 중성 완충제(예를 들면 인산염 및/또는 고농도 중탄산염) 및 단백질 영양분(예를 들면 혈청, 예를 들면 FBS, FCS (fetal calf serum), horse serum, 혈청 대체물, 알부민, 또는 필수 아미노산 및 비필수 아미노산, 예를 들면 글루타민, L-글루타민)을 함유할 수 있다. 나아가, 지질(지방산, 콜레스테롤, 혈청의 HDL 또는 LDL 추출물) 및 이 종류의 대부분의 보존액 배지에서 발견되는 기타 성분(예를 들면 트랜스페린, 뉴클레오시드 또는 뉴클레오티드, 피루빈산염, 임의의 이온화 형태 또는 염인 당원, 예를 들면 글루코스, 글루코코르티코이드, 예를 들면 히드로코르티존 및/또는 환원제, 예를 들면 β-메르캅토에탄올)을 함유할 수 있다. 또한, 상기 기본배지에는 항생제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 멜라토닌은 상기 기본배지에 0.1 μM 내지 50 μM, 0.1 μM 내지 40 μM, 0.1 μM 내지 30 μM, 1 μM 내지 50 μM, 1 μM 내지 30 μM, 5μM 내지 30 μM 또는 5μM 내지 25 μM로 포함될 수 있다. 이때, 상기 기본배지에 포함되는 멜라토닌의 농도가 상기 범위 미만인 경우, 활성산소를 효과적으로 제거할 수 없으므로, 체세포 핵 이식 난자의 배반포 발달 효율을 저해하는 바, 좋은 품질의 난자를 수득할 수 없다는 문제점이 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우, 멜라토닌이 체세포 핵 이식 난자에 오랜 시간 동안 작용하여 난자의 성숙을 방해하는 문제점이 있다.In one embodiment, the composition may contain melatonin in a concentration of 0.1 μM to 50 μM in the basal medium. Melatonin is a molecule involved in the cycle of biological reactions, also known as N-acetyl-5-methoxytryptamine. In mammals, melatonin modulates the cell cycle and exhibits strong resistance to oxidative stress and apoptosis. That is, the method according to one aspect reduces reactive oxygen species and apoptosis of the somatic cell nuclear-transferred oocyte by culturing the nucleus and nuclei of somatic cells in a medium containing melatonin, thereby preventing cell damage and improving quality. There is an advantage that an improved blastocyst can be obtained. In addition, it is possible to enhance the implantation rate of an artificially fertilized fertilized egg with a somatic cell nuclear transfer oocyte, and promote embryonic stem cell induction. Specifically, 0.1 μM to 50 μM, 0.1 μM to 40 μM, 0.1 μM to 30 μM, 1 μM to 50 μM, 1 μM to 30 μM, 5 μM to 30 μM, 5 μM to 25 μM, 5 μM to 20 μM, 10 μM to 25 μM or 5 μM to 15 μM. At this time, when the concentration of melatonin contained in the basal medium is less than the above range, active oxygen cannot be effectively removed, thereby inhibiting the blastocyst development efficiency of somatic cell nuclear transfer oocytes. In addition, when the above range is exceeded, there is a problem in that melatonin acts on the somatic cell nuclear transfer oocyte for a long time and prevents the maturation of the ovum. Specifically, the basal medium may be a basal medium used for culturing mammalian eggs. The basic medium is different depending on the species of the mammal, but includes any one or more selected from the group consisting of inorganic salts, carbon sources, amino acids, bovine serum albumin, and cofactors, and may include all common mediums known to those skilled in the art. As the inorganic salt, NaCl, KCl and NaHCO 3 and the like can be used, and as a carbon source, glucose, sodium, pyruvate and calcium lactate salt can be used, and the amino acid includes essential amino acids and non-essential amino acids including glutamine, As the cofactor, other trace elements and buffers may be used. The medium is, for example, MEM (Minimal Essential Medium), DMEM (Dulbecco modified Eagle Medium), RPMI (Roswell Park Memorial Institute Medium), K-SFM (Keratinocyte Serum Free Medium), IMDM (Iscove's Modified Dulbecco's Medium), F12 and DMEM/F12. The medium may also contain a neutral buffer (eg phosphate and/or high bicarbonate concentration) and protein nutrients (eg serum, eg FBS, fetal calf serum (FCS), horse serum, serum replacement, albumin, or essential amino acids and non-essential amino acids such as glutamine, L-glutamine). Furthermore, lipids (fatty acids, cholesterol, HDL or LDL extracts of serum) and other components found in most stock media of this kind (eg transferrin, nucleosides or nucleotides, pyruvate, any ionized form or salt) sugar sources such as glucose, glucocorticoids such as hydrocortisone and/or reducing agents such as β-mercaptoethanol). In addition, the basal medium may further include an antibiotic. The melatonin may be included in the basal medium in an amount of 0.1 µM to 50 µM, 0.1 µM to 40 µM, 0.1 µM to 30 µM, 1 µM to 50 µM, 1 µM to 30 µM, 5 µM to 30 µM or 5 µM to 25 µM. . At this time, when the concentration of melatonin contained in the basal medium is less than the above range, active oxygen cannot be effectively removed, thereby inhibiting the blastocyst development efficiency of somatic cell nuclear transfer oocytes. In addition, when it exceeds the above range, there is a problem in that melatonin acts on the somatic cell nuclear-transferred oocyte for a long time and prevents the maturation of the ovum.

다른 구체예에서, 상기 조성물은 H3K9me3 메틸레이션을 감소시키는 제제를 추가로 포함하는 것일 수 있다. 상기 메틸레이션을 감소시키는 제제는 히스톤 탈 메틸화효소의 KDM4 패밀리의 구성원의 발현을 증가시키는 제제인 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 제제는 KDM4A(JMJD2A), KDM4B(JMJD2B), KDM4C(JMJD2C), KDM4D(JMJD2D) 또는 이의 조합의 발현 또는 활성을 증가시키는 것일 수 있다.In another embodiment, the composition may further include an agent that reduces H3K9me3 methylation. The agent that reduces the methylation may be an agent that increases the expression of a member of the KDM4 family of histone demethylases. For example, the agent may increase the expression or activity of KDM4A (JMJD2A), KDM4B (JMJD2B), KDM4C (JMJD2C), KDM4D (JMJD2D), or a combination thereof.

상기 배아가 2-세포기 상태인 경우, Amd1, Fam46C, Oxt , Ppt2 , Ctss , Dffa , Eif3f, Hacl1 , Hspbp1 , Mob2 , Mrpl23 , Mrpl33 , Pmvk , Slc4a11 Wbscr22로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 유전자 발현이 증가되는 것일 수 있다. 또한, Atp6v0c, Cd52 , Dapk2 , Ddit4l , Duoxa2 , Nfkbia , Ptgds , Rdh12 Rnd3로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 유전자 발현이 감소되는 것일 수 있다. When the embryo is in the two-cell stage , Amd1 , Fam46C , Oxt , Ppt2 , Ctss , Dffa , Eif3f , Hacl1 , Hspbp1 , Mob2 , Mrpl23 , Mrpl33 , Pmvk , Slc4a11 and The expression of any one or more genes selected from the group consisting of Wbscr22 may be increased. Also, Atp6v0c, Cd52 , Dapk2 , Ddit4l , Duoxa2 , Nfkbia , Ptgds , Rdh12 And Rnd3 may be one in which the expression of any one or more genes selected from the group consisting of is reduced.

상기 배아가 배반포(blastocyst)로 발달한 경우, Amd1, Fam46C, Oxt , Ppt2 , Gulo Txnip로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 유전자 발현이 증가되는 것일 수 있다. 또한, Adh1, Car2, Gsta3, Gstm2, Mb, Phlda2 , S100a1 , Akr1c13, Amd2, Clu, Hist1h3a, Hspb1, Il1rn , Nat8 , Efemp1, Glipr1 , Lgals4, Plac1, Snora15, Snora 21, Snora 34, Anxa1 , Clec2f, Hrsp12 ,Plat로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 유전자 발현이 감소되는 것일 수 있다. 상기 배아는 체외에서 인공수정을 통하여 형성된 배아인 것일 수 있으며 또는 상기 배아는 핵이 제거된 난자에 체세포의 핵을 이식하여 형성된 것일 수 있다. 상기 배아는 체외에서 인공수정을 통하여 형성된 것이거나 또는 상기 배아는 핵이 제거된 난자에 체세포의 핵을 이식하여 형성된 것일 수 있다. When the embryo develops into a blastocyst , the expression of any one or more genes selected from the group consisting of Amd1 , Fam46C , Oxt , Ppt2 , Gulo and Txnip may be increased. Also, Adh1, Car2, Gsta3, Gstm2 , Mb, Phlda2, S100a1, Akr1c13, Amd2, Clu, Hist1h3a, Hspb1, Il1rn, Nat8, Efemp1, Glipr1, Lgals4, Plac1, Snora15, Snora 21, Snora 34, Anxa1, Clec2f, the Hrsp12, and any one or more genes selected from the group consisting of Plat may be reduced. The embryo may be an embryo formed through artificial insemination in vitro, or the embryo may be formed by transplanting a nucleus of a somatic cell into an egg from which the nucleus has been removed. The embryo may be formed through artificial insemination in vitro, or the embryo may be formed by transferring the nucleus of a somatic cell to an egg from which the nucleus has been removed.

다른 양상은 멜라토닌이 포함된 배지에서 난자를 배양하는 단계를 포함하는, 배아 발달의 효율 또는 배아 형성을 증가시키는 방법을 제공한다. 상기 멜라토닌이 포함된 배지의 구체적인 내용은 전술한 바와 같다. Another aspect provides a method of increasing embryonic formation or efficiency of embryonic development, comprising culturing the egg in a medium containing melatonin. Specific details of the medium containing melatonin are the same as described above.

일 구체예에서, 난자에 H3K9me3 메틸레이션(methylation)을 감소시키는 제제를 접촉시키는 단계를 포함하는 것일 수 있다. 상기 H3K9me3 메틸레이션(methylation)을 감소시키는 제제의 구체적인 내용은 전술한 바와 같다. 또한, 상기 난자는 냉동 후 융해된 것일 수 있다. 또한, 상기 난자는 체세포 핵 이식 난자인 것일 수 있다. In one embodiment, it may include contacting the egg with an agent that reduces H3K9me3 methylation. Specific details of the agent for reducing the H3K9me3 methylation are the same as described above. In addition, the egg may be thawed after freezing. In addition, the egg may be a somatic cell nuclear transfer egg.

상기 방법은 멜라토닌이 포함된 배지에서 난자를 1 내지 10일 동안 배양하는 단계를 포함할 수 있다. 구체적으로, 1 내지 10일, 1 내지 8일, 1 내지 7일, 2 내지 8일, 2 내지 6일, 또는 3 내지 6일 동안 배양하는 것일 수 있다. 이때, 배양 기간이 상기 범위 미만인 경우, 배아가 배반포로 발달하기에 충분하지 못하다는 문제점이 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우, 난자가 과도하게 성숙하여 질적으로 향상된 배반포의 수득이 어렵다는 문제점이 있다.The method may include culturing the egg in a medium containing melatonin for 1 to 10 days. Specifically, it may be cultured for 1 to 10 days, 1 to 8 days, 1 to 7 days, 2 to 8 days, 2 to 6 days, or 3 to 6 days. At this time, when the culture period is less than the above range, there is a problem that the embryo is not sufficient to develop into a blastocyst.

또한, 상기 방법은 상기 배양하는 단계에서 얻어진 배아를 개체로 발달시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 개체는 상실배(morula), 포배(blastula) 및/또는 낭배(gastrula)인 것일 수 있다. In addition, the method may further comprise the step of developing the embryo obtained in the culturing step as an individual. The subject may be a morula, a blastula and/or a gastrula.

다른 양상은 상기 방법에 의해 제조된 배아, 배반포 및/또는 배아줄기세포를 제공한다. 또 다른 양상은 상기 방법에 의해 제조된 배아 및/또는 배반포를 유효성분으로 포함하는 이식용 조성물을 제공한다.Another aspect provides an embryo, blastocyst and/or embryonic stem cell produced by the method. Another aspect provides a composition for transplantation comprising the embryo and / or blastocyst prepared by the above method as an active ingredient.

다른 양상은 체세포의 핵 및 핵이 제거된 난자를 준비하는 단계; 및 상기 체세포의 핵 및 핵이 제거된 난자를 멜라토닌이 포함된 배지에서 배양하는 단계;를 포함하는 체세포 핵 이식(somatic-cell nuclear transfer: SCNT)의 효율을 증가시키는 방법을 제공한다. 상기 효율은 체세포 핵 이식의 성공률, 상기 체세포 핵 이식에 의해 생성된 세포의 배아 발달률인 것일 수 있다. 상기 배아 발달률은 배아의 2-세포기, 4-세포기 및 8-세포기를 거쳐 배반포로의 발달을 의미하는 것일 수 있다. Another aspect comprises the steps of preparing an egg from which the nucleus and nucleus of a somatic cell have been removed; And it provides a method of increasing the efficiency of somatic-cell nuclear transfer (SCNT) comprising; culturing the nucleus and the nucleus of the somatic cells in a medium containing melatonin in the removed egg. The efficiency may be a success rate of somatic cell nuclear transfer and an embryonic development rate of cells generated by the somatic cell nuclear transfer. The embryonic development rate may refer to the development of an embryo into a blastocyst through the 2-cell stage, 4-cell stage, and 8-cell stage.

본 발명자들은 KDM4A mRNA를 주입함으로써 KDM4A 과발현을 유도한 난자의 접합 유전자 활성화(zygotic gene activation: ZGA) 시점, 즉 2-세포기에서 발달 정지를 막고, 체세포 핵 이식 배아 발달을 유의하게 향상시키는 것을 확인하였다. 따라서, 체세포 핵 이식을 위한 난모세포 공여자의 유용성을 확장시키고, 치료적 복제 및 핵-이식 배아줄기세포(NT-ESC), 특히 치료 용도 및 연구와 질병 모델링 모두를 위한 핵-이식 ESC의 생산을 위해 체세포 핵 이식을 향상시키는 방법에서 사용될 수 있다. 본 발명은 인간의 생식 복제를 위해 의도한 것은 아니다.The present inventors confirmed that KDM4A overexpression was induced by injection of KDM4A mRNA to prevent developmental arrest at the time of zygotic gene activation (ZGA), that is, the 2-cell stage, and significantly improve the development of somatic cell nuclear transfer embryos. did. Thus, it expands the usefulness of oocyte donors for somatic cell nuclear transfer and promotes the production of therapeutic cloning and nuclear-transplanted embryonic stem cells (NT-ESCs), particularly for therapeutic use and nuclear-transplanted ESCs for both research and disease modeling. It can be used in a method to enhance somatic cell nuclear transfer. The present invention is not intended for human reproductive cloning.

상기 방법은 난모세포의 핵을 제거하는 단계, 하나 또는 그 이상의 체세포의 핵(공여 핵)을 이식하는 단계, 재구축된 핵 이식 난모세포(배아)를 활성화하는 단계, 및 배반포로 추가적으로 배양하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이러한 체세포 핵 이식(somatic-cell nuclear transfer: SCNT)을 위한 단계들은 문헌(Nature 419, 583-587, 10 October 2002) 등에 공개된 방법에 따라 통상의 기술자가 적절히 변형하여 수행할 수 있다. 상기 핵 이식된 난모세포(배아)는 공여자 체세포 유래 핵(예를 들어, 핵 유전 물질)을 핵이 제거된 수용 난모세포에 주입하는 것으로부터 생성되어 핵 이식된 난모세포를 형성하며, 이는 활성화 또는 융합되어 핵 이식된 배아를 형성하는 것일 수 있다. The method comprises the steps of removing the nucleus of the oocyte, transplanting the nucleus (donor nucleus) of one or more somatic cells, activating the reconstructed nuclear-transferred oocyte (embryo), and further culturing the blastocyst. may further include. These steps for somatic-cell nuclear transfer (SCNT) may be performed by those skilled in the art with appropriate modifications according to methods disclosed in literature (Nature 419, 583-587, 10 October 2002). The nuclear-transferred oocytes (embryos) are generated from injecting donor somatic cell-derived nuclei (eg, nuclear genetic material) into denucleated recipient oocytes to form nuclear-transferred oocytes, which are activated or fusion to form a nuclear-transferred embryo.

본 명세서에서 용어 "체세포"는 생식 세포 또는 생식 세포 전구체가 아닌 식물 또는 동물 세포를 의미한다. 상기 체세포는 난구세포, 상피세포, 섬유아세포, 신경세포, 각질형성세포, 조혈세포, 멜라닌세포, 연골세포, 적혈구, 대식세포, 단핵구, 근육세포, B 림프구, T 림프구, 배아줄기세포, 배아생식세포, 태아세포 및 성체세포로 구성된 군에서 선택되는 것일 수 있다. As used herein, the term “somatic cell” refers to a plant or animal cell that is not a germ cell or a germ cell precursor. The somatic cells include cumulus cells, epithelial cells, fibroblasts, nerve cells, keratinocytes, hematopoietic cells, melanocytes, chondrocytes, red blood cells, macrophages, monocytes, muscle cells, B lymphocytes, T lymphocytes, embryonic stem cells, embryonic germ cells. It may be one selected from the group consisting of cells, fetal cells and adult cells.

본 명세서 내 용어 "체세포 핵 이식" 또는 "체세포 핵 치환"은 공여 세포에서 채취한 핵을, 핵이 제거된 수여 세포에 이식하는 기술로서, 공여 세포와 유전적으로 동일한 세포를 발생시키는 기술을 의미한다. As used herein, the term "somatic cell nuclear transfer" or "somatic cell nuclear replacement" refers to a technology for transplanting a nucleus collected from a donor cell into a recipient cell from which the nucleus has been removed, and refers to a technology for generating cells that are genetically identical to the donor cell. .

상기 핵이 제거된 난자는 개체의 난포로부터 채취한 난구세포-난모세포 복합체(cumulus-oocyte complexs)인 것일 수 있으며, 상업적으로 수득한 것일 수 있다. 상기 개체는 인간을 포함한 포유동물인 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 포유동물은 쥐, 돼지, 양, 개, 소, 말, 염소 등을 포함할 수 있다. 일 실시예에서는 신선한 난모세포 세포질(oocyte cytoplasm, FOC)을 사용한 체세포 복제 난자(SCNT-FOC)와 유리화동결/해동된(저온보존/해동된) 난모세포의 세포질을 사용하여 체세포 핵 이식한 난자(SCNT-CROC)에 Kdm4a mRNA을 주입한 결과, SCNT-CROC에서 배반포 발달율이 약 17% 정도 낮은 것을 확인하였다(도 2c). 이후, 상기 SCNT-CROC 및 SCNT-FOC에 멜라토닌을 추가로 처리하여 배반포 발달률을 확인한 결과, 멜라토닌은 Kdm4a mRNA과는 별개로 SCNT-CROC의 배반포 발달률을 향상시켰으며 기존에 Kdm4a mRNA의 주입만으로는 극복되지 못했던 배반포 발달 효율이 약 16% 향상되어 SCNT-FOC과 유사한 배반포 발달률을 나타내는 것을 확인하였다(표 2). 따라서, 상기 핵이 제거된 난자는 동결되거나 및/또는 냉동보존된 후에 해동 또는 융해된 것일 수 있다. 상기 동결 방법으로는 완만동결법(slow-freezing) 또는 초급속동결법인 유리화동결법(vitrification)이 사용될 수 있다. 멜라토닌이 처리된 SCNT-CROC가 SCNT-FOC과 유사한 배반포 발달률을 나타냄으로써 체세포 복제 과정에서 공여 난자의 별도의 동결융해 처리 없이 곧바로 핵 이식에 사용될 수 있는바, 체세포 핵 이식의 과정을 단축할 수 있으며, 복제 효율을 향상시킬 수 있다. The oocytes from which the nucleus has been removed may be cumulus-oocyte complexes collected from an individual's follicle, or may be commercially obtained. The subject may be a mammal including a human. For example, the mammal may include a rat, a pig, a sheep, a dog, a cow, a horse, a goat, and the like. In one embodiment, somatic cell nuclear transfer oocytes (SCNT-FOC) using fresh oocyte cytoplasm (FOC) and cytoplasm of vitrified-frozen/thawed (cold-preserved/thawed) oocytes ( As a result of injecting Kdm4a mRNA into SCNT-CROC), it was confirmed that the blastocyst development rate was about 17% lower in SCNT-CROC ( FIG. 2c ). Thereafter, the SCNT-CROC and SCNT-FOC were further treated with melatonin to confirm the blastocyst development rate. As a result, melatonin improved the blastocyst development rate of SCNT-CROC independently of Kdm4a mRNA. It was confirmed that the blastocyst development efficiency, which could not be overcome, was improved by about 16%, indicating a blastocyst development rate similar to that of SCNT-FOC (Table 2). Accordingly, the egg from which the nucleus has been removed may be thawed or thawed after being frozen and/or cryopreserved. As the freezing method, slow-freezing or vitrification, which is an ultra-rapid freezing method, may be used. As SCNT-CROC treated with melatonin exhibits a blastocyst development rate similar to that of SCNT-FOC, it can be used for nuclear transfer directly without separate cryo-thaw treatment of donor eggs during somatic cell replication, thus shortening the process of somatic cell nuclear transfer. And it is possible to improve the replication efficiency.

일 구체예에 따른 방법은 체세포의 핵 및 핵이 제거된 난자를 체외에서(in vitro) 배양하여 배반포를 형성하는 단계를 포함하는 것일 수 있다. The method according to one embodiment may include forming a blastocyst by culturing the nucleus of a somatic cell and an egg from which the nucleus has been removed in vitro.

일 구체예에 따른 방법은 H3K9me3 메틸레이션(methylation)을 감소시키는 제제와 접촉시키는 단계를 포함하는 것일 수 있다. 다른 구체예에 따른 방법은 H3K9me3 메틸레이션(methylation)을 감소시키는 제제를 주입하는 단계를 포함하는 것일 수 있다. 상기 H3K9me3 메틸레이션을 감소시키는 제제는 히스톤 탈메틸화효소의 KDM4 패밀리의 구성원의 발현을 증가시키는 제제인 것일 수 있다. 상기 제제는 예를 들어, KDM4A(JMJD2A), KDM4B(JMJD2B), KDM4C(JMJD2C), KDM4D(JMJD2D) 또는 이의 조합의 발현 또는 활성을 증가시키는 것일 수 있다. 상기 접촉 또는 주입시키는 단계는 체세포의 핵 및 핵이 제거된 난자가 융합된 후, 핵 이식된 배아에 수행되는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 배아는 체세포 핵 이식 난모세포 유전자의 활성화가 시작되기 전의 배아인 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 배아를 활성화 후 5시간(5 hours post activation, 5 hpa) 이 또는 10~12 hpa 사이에(즉, 1-세포기에), 또는 약 20 hpa(즉, 초기 2-세포기) 또는 20~28 hpa 사이에(즉, 2-세포기) 하나 이상의 히스톤 탈메틸화효소 KDM4 패밀리와 접촉시키는 것일 수 있다. The method according to one embodiment may include contacting with an agent that reduces H3K9me3 methylation. The method according to another embodiment may include injecting an agent that reduces H3K9me3 methylation. The agent for reducing H3K9me3 methylation may be an agent for increasing the expression of a member of the KDM4 family of histone demethylases. The agent may, for example, increase the expression or activity of KDM4A (JMJD2A), KDM4B (JMJD2B), KDM4C (JMJD2C), KDM4D (JMJD2D) or a combination thereof. The step of contacting or injecting may be performed on a nuclear-transferred embryo after fusion of the nucleus of the somatic cell and the egg from which the nucleus has been removed. Specifically, the embryo may be an embryo before the activation of the somatic cell nuclear transfer oocyte gene starts. For example, 5 hours post activation (5 hpa) or between 10-12 hpa (ie, 1-cell phase), or about 20 hpa (ie, early 2-cell phase) after activation of the embryo or between 20 and 28 hpa (ie, two-cell phase) with one or more histone demethylase KDM4 family.

또한, 상기 접촉 또는 주입시키는 단계는 공여자 세포의 핵을 핵이 제거된 난모세포로 주입하기 전에 공여자 세포, 예를 들어, 최종 분화된 체세포 핵 또는 세포질에 하나 이상의 히스톤 탈메틸화효소 KDM4 패밀리가 접촉 또는 주입되는 것일 수 있다. 상기 접촉 또는 주입은 공여자 체세포와 1시간 이상, 또는 2 시간 이상 동안 접촉하는 것일 수 있고, 상기 접촉은 공여자 체세포로부터 핵이 제거된 난모세포로의 핵 제거 이전에 1일(24시간) 이상, 2일 이상, 3일 이상, 도는 3일 초과로 수행되는 것일 수 있다. In addition, in the step of contacting or injecting, one or more histone demethylase KDM4 family is contacted or may be injected. The contacting or infusion may be contact with a donor somatic cell for at least 1 hour, or for at least 2 hours, wherein the contacting is at least 1 day (24 hours) prior to denucleation from the donor somatic cell to the denucleated oocyte, 2 It may be carried out for more than one day, more than three days, or more than three days.

따라서, 상기 체세포의 핵 및 핵이 제거된 난자를 H3K9me3 메틸레이션을 감소시키는 제제와 접촉시킴으로써 체세포 핵 이식 배아에서 복제를 저해했던 히스톤메틸효소의 활성을 감소시고, 배아 발생 관련 유전자의 발현을 증진시키는 바, 배반포의 발생 및 발달 효율을 증진시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 발달 효율은 2-세포, 4-세포 및 8-세포 또는 배반포 단계로 발달하는 체세포 핵 이식 배아의 발달%를 증가시키는 것일 수 있으며, 체세포 핵 이식 배아의 8-세포 또는 배반포 단계로의 이식 전 발달 효율을 증가시킬 수 있다. 즉, 상기 H3K9me3 메틸레이션을 감소시키는 제제는 체세포 핵 이식 배아에서 2-세포기 정지 현상을 극복하고 지속적인 배아 발달을 유지할 수 있다. Therefore, by contacting the nucleus of the somatic cell and the nucleus-removed egg with an agent that reduces H3K9me3 methylation, the activity of histone methylase, which inhibited replication in somatic cell nuclear transfer embryos, is reduced, and the expression of embryogenesis-related genes is enhanced. Bar, it is possible to enhance the generation and development efficiency of blastocysts. For example, the developmental efficiency may be to increase the percentage development of somatic cell nuclear transfer embryos that develop to 2-cell, 4-cell and 8-cell or blastocyst stage, and 8-cell or blastocyst stage of somatic cell nuclear transfer embryo. It is possible to increase the developmental efficiency prior to transplantation. That is, the agent that reduces H3K9me3 methylation can overcome the phenomenon of two-cell phase arrest in somatic cell nuclear transfer embryos and maintain continuous embryonic development.

일 구체예의 방법은 상기 멜라토닌이 포함된 배지에서 체세포의 핵 및 핵이 제거된 난자를 1 내지 10일 동안 배양하는 단계를 포함할 수 있다. 구체적으로, 1 내지 10일, 1 내지 8일, 1 내지 7일, 2 내지 8일, 2 내지 6일, 또는 3 내지 6일 동안 배양하는 것일 수 있다. 이때, 배양 기간이 상기 범위 미만인 경우, 체세포 핵 이식 난자가 배반포로 발달하기에 충분하지 못하다는 문제점이 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우, 체세포 핵 이식 난자가 과도하게 성숙하여 질적으로 향상된 배반포의 수득이 어렵다는 문제점이 있다. The method of one embodiment may include culturing the nucleus and nuclei of somatic cells in the medium containing melatonin for 1 to 10 days. Specifically, it may be cultured for 1 to 10 days, 1 to 8 days, 1 to 7 days, 2 to 8 days, 2 to 6 days, or 3 to 6 days. At this time, when the culture period is less than the above range, there is a problem that the somatic cell nuclear transfer oocytes are not sufficient to develop into blastocysts. There is a problem with this difficulty.

일 구체예에서 상기 방법은 H3K9me3 메틸레이션을 감소시키는 제제의 부재 하에서 수행된 체세포 핵 이식과 비교하여 핵 이식의 효율이 약 5% 이상, 약 10% 이상, 약 13% 이상, 약 15% 이상, 약 30% 이상, 약 50% 이상, 50 내지 80% 또는 80% 초과로 증가하는 것일 수 있다. 즉, 체세포 핵 이식 배아의 이식 전 발달의 효율을 증가시키거나, 또는 배아의 배반포 단계로의 발달을 증가시키거나 또는 배아의 확장된 배반포 단계로의 발달을 약 5%, 약 7%, 약 10%, 약 12 이상, 또는 12% 초과로 확장된 배반포 단계로 발달시키는 것일 수 있다. 또 다른 구체예에서, 상기 방법은 H3K9me3 메틸레이션을 감소시키는 제제의 부재 하에서 수행된 체세포 핵 이식과 비교하여 배반포 단계로의 성공적인 발달이 3배 이상, 4배 이상, 5배 이상, 6배 이상, 7배 이상, 8배 이상 또는 8배 초과로 증가되는 것일 수 있다. 상기 체세포 핵 이식 효율의 증가는 배반포의 생성 또는 수득의 증가를 의미한다. 상기 배반포의 생성 또는 수득의 증가는 H3K9me3 메틸레이션을 감소시키는 제제의 부재 하에서 수행된 체세포 핵 이식과 비교하여 배반포의 생성 또는 수득이 약 110% 이상, 약 120% 이상, 약 130% 이상, 약 140% 이상, 약 150% 이상 또는 약 150% 초과로 증가되는 것일 수 있다. In one embodiment, the method comprises about 5% or more, about 10% or more, about 13% or more, about 15% or more, the efficiency of nuclear transfer compared to somatic cell nuclear transfer performed in the absence of an agent that reduces H3K9me3 methylation; It may be an increase of about 30% or more, about 50% or more, 50 to 80% or more than 80%. That is, to increase the efficiency of the pre-transplant development of the somatic cell nuclear transfer embryo, or increase the development of the embryo to the blastocyst stage, or the development of the embryo to the expanded blastocyst stage by about 5%, about 7%, about 10 %, more than about 12, or more than 12% expanded blastocyst stage. In another embodiment, the method comprises at least 3-fold, at least 4-fold, at least 5-fold, at least 6-fold, and at least 3-fold, at least 4-fold, at least 5-fold, at least 6-fold, It may be increased by 7 times or more, 8 times or more, or more than 8 times. The increase in somatic cell nuclear transfer efficiency means an increase in the production or yield of blastocysts. The increase in the production or yield of blastocysts indicates that the generation or yield of blastocysts is at least about 110%, at least about 120%, at least about 130%, at least about 140 compared to somatic cell nuclear transfer performed in the absence of an agent that reduces H3K9me3 methylation. % or more, about 150% or more, or more than about 150%.

상기한 바와 같이, 일 양상에 따른 방법은 체세포 핵 이식 세포를 멜라토닌이 포함된 배지에서 배양함으로써, 체세포 핵 이식 세포의 활성 산소를 감소시킴에 따라 세포 손상을 방지할 수 있는바, 난자의 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 멜라토닌에 의해 동결 및 융해된 체세포 핵 이식 난자의 세포사멸이 감소하는바, 배반포 형성 및 생산 효율성을 증진시킬 수 있다. 또한, 체세포 핵 이식 난자의 착상률이 향상됨에 따라 체외수정을 통한 멸종 위기의 동물을 생산할 수 있으며, 배아줄기세포 유도가 증진됨에 따라, 배아줄기세포주를 효율적으로 생산할 수 있다. As described above, in the method according to an aspect, cell damage can be prevented by culturing somatic cell nuclear transfer cells in a medium containing melatonin, thereby reducing active oxygen in the somatic cell nuclear transfer cells. can be improved In addition, since apoptosis of somatic cell nuclear transfer oocytes frozen and thawed by melatonin is reduced, blastocyst formation and production efficiency can be improved. In addition, as the implantation rate of somatic cell nuclear-transferred oocytes is improved, endangered animals can be produced through in vitro fertilization, and as embryonic stem cell induction is enhanced, embryonic stem cell lines can be efficiently produced.

다른 양상은 상기 방법에 따라 제조된 체세포 핵 이식 배아(embryo)를 제공한다. 또 다른 양상은 상기 방법에 따라 제조된 체세포 핵 이식 배반포(blastocyst)를 제공한다. 상기 배아는 유전적으로 변형된 것이며 예를 들어, 체세포 핵 이식 단계 이전에(즉, 공여자 핵을 수집하고 수용자 난모세포의 세포질과 융합하기 이전에) 공여자 핵의 유전 물질 내 하나 이상의 이식 유전자가 변형된 것일 수 있다. 일 구체예에서, 상기 배아는 공여자 체세포 유래 핵 DNA, 수용자 난모세포 유래 세포질 및 제3 공여자 개체 유래 미토콘드리아 DNA를 포함한 것일 수 있다. 상기 배아 또는 배반포는 H3K9me3 메틸레이션을 감소시키는 제제의 부재 하에서 수행된 체세포 핵 이식 배아 또는 배반포와 비교하여 세포 생존, 조직 재생, 항산화 기능, 염증 또는 세포사멸 등과 관련된 유전자의 발현이 상향 또는 하향 조절된 것일 수 있다. Another aspect provides a somatic cell nuclear transfer embryo produced according to the method. Another aspect provides a somatic cell nuclear transfer blastocyst prepared according to the method. The embryo is genetically modified, e.g., one or more transgenes in the genetic material of the donor nucleus have been modified prior to the somatic cell nuclear transfer step (i.e., prior to collecting the donor nucleus and fusing it with the cytoplasm of the recipient oocyte). it could be In one embodiment, the embryo may include nuclear DNA derived from a donor somatic cell, cytoplasm derived from a recipient oocyte, and mitochondrial DNA derived from a third donor individual. The embryo or blastocyst has up- or down-regulated expression of genes related to cell survival, tissue regeneration, antioxidant function, inflammation or apoptosis, etc. compared to somatic cell nuclear transfer embryos or blastocysts performed in the absence of an agent that reduces H3K9me3 methylation it could be

일 구체예에서, 상기 배아는 세포 생존 및 조직 재생에 관여하는 유전자의 발현이 상향 조절되는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 유전자는 Amd1, Fam46C, Oxt, 및/또는 Ppt2 인 것일 수 있다. 또한, 항산화 기능, 염증 또는 세포 사멸에 관여하는 유전자의 발현이 상향 조절되는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 유전자는 Ctss , Dffa , Eif3f , Hacl1 , Hspbp1 , Mob2 , Mrpl23 , Mrpl33 , Pmvk , Slc4a11 및/또는 Wbscr22인 것일 수 있다. 또한, 세포사 또는 퇴행 관련 유전자 예를 들어, Atp6v0c, Cd52 , Dapk2 , Ddit4l , Duoxa2 , Nfkbia , Ptgds , Rdh12 및/또는 Rnd3의 발현이 하향 조절되는 것일 수 있다. In one embodiment, the expression of genes involved in cell survival and tissue regeneration in the embryo may be up-regulated. Specifically, the gene may be Amd1 , Fam46C , Oxt, and/or Ppt2 . In addition, the expression of genes involved in antioxidant function, inflammation or apoptosis may be up-regulated. Specifically, the genes are Ctss , Dffa , Eif3f , Hacl1 , Hspbp1 , Mob2 , Mrpl23 , Mrpl33 , Pmvk , Slc4a11 . and/or It may be Wbscr22. In addition, cell death or degeneration-related genes, such as Atp6v0c, Cd52 , Dapk2 , Ddit4l , Duoxa2 , Nfkbia , Ptgds , Rdh12 and/or Rnd3 expression may be down-regulated.

다른 구체예에서, 상기 배반포는 세포 생존 또는 조직 재생과 관련된 유전자, 예를 들어, Amd1, Fam46C, Oxt , 및/또는 Ppt2의 발현이 상향 조절되는 것일 수 있다. 특히, 항산화 기능, 염증 또는 세포 사멸과 관련된 유전다, 예를 들어, Gulo 및/또는 Txnip의 발현이 상향 조절되는 것일 수 있다. 반면, 산화 스트레스와 관련된 유전자, 예를 들어, Adh1, Car2, Gsta3, Gstm2, Mb, Phlda2 , 및/또는 S100a1; 세포사 또는 퇴행-관련 유전자, 예를 들어, Akr1c13, Amd2, Clu, Hist1h3a, Hspb1, Il1rn, 및/또는 Nat8의 발현이 하향 조절되는 것일 수 있다. 또한, 세포 및 종양 증식과 관련된 유전자, 예를 들어, Efemp1, Glipr1 , Lgals4, Plac1, Snora15, Snora 21, Snora 34, 및/또는 Anxa1; 면역 반응과 관련된 유전자, 예를 들어, Clec2f, Hrsp12, 및/또는 Plat의 발현이 하향 조절되는 것일 수 있다. In another embodiment, the blastocyst may be one in which the expression of genes related to cell survival or tissue regeneration, for example, Amd1 , Fam46C , Oxt , and/or Ppt2 is up-regulated. In particular, it is a heredity associated with antioxidant function, inflammation or apoptosis, e.g. Gulo and/or the expression of Txnip may be up-regulated. On the other hand, genes associated with oxidative stress, such as Adh1 , Car2 , Gsta3 , Gstm2 , Mb , Phlda2 , and/or S100a1 ; It may be that the expression of cell death or degeneration-related genes, for example, Akr1c13 , Amd2 , Clu , Hist1h3a , Hspb1 , Il1rn , and/or Nat8 is down-regulated. In addition, genes associated with cell and tumor proliferation, such as Efemp1 , Glipr1 , Lgals4 , Plac1 , Snora15 , Snora 21 , Snora 34 , and/or Anxa1 ; It may be that the expression of a gene related to an immune response, for example, Clec2f , Hrsp12, and/or Plat is down-regulated.

다른 양상은 상기 방법에 따라 제조된 체세포 핵 이식 배아줄기세포를 제공한다. 상기 배아줄기세포는 상기 방법에 따라 제조된 배반포에서 내부 세포 덩어리로부터 세포를 분리하는 단계; 및 미분화된 상기 내부 세포 덩어리 유래 세포를 배양함으로써 형성되는 것일 수 있다. 또한, 상기 배아줄기세포는 다능성줄기세포 또는 전능성줄기세포인 것일 수 있다. Another aspect provides a somatic cell nuclear transfer embryonic stem cell prepared according to the above method. Separating the embryonic stem cells from the inner cell mass in the blastocyst prepared according to the method; And it may be formed by culturing the undifferentiated cells derived from the inner cell mass. In addition, the embryonic stem cells may be pluripotent stem cells or totipotent stem cells.

다른 양상은 체세포의 핵 및 핵이 제거된 난자를 준비하는 단계; 상기 체세포의 핵 및 핵이 제거된 난자를 후보 물질과 함께 배양하는 단계; 및 상기 배양 후 발생한 체세포 핵 이식 세포의 H3K9me3 메틸레이션 활성을 평가하는 단계를 포함하는 체세포 복제 효율을 증가시키는 제제를 스크리닝하는 방법을 제공한다. Another aspect comprises the steps of preparing an egg from which the nucleus and nucleus of a somatic cell have been removed; culturing the nucleus of the somatic cell and an egg from which the nucleus has been removed with a candidate material; and evaluating the H3K9me3 methylation activity of the somatic cell nuclear transfer cells generated after the culturing.

상기 체세포 핵 이식 배아 또는 배반포로부터 유도된 세포, 예를 들어 배아 줄기 세포 등은 제제가 분화 또는 세포 증식에 영향을 주는지 결정하기 위한 시험에 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 세포의 분화 또는 증식하는 능력이 제제의 존재 또는 부재로부터 평가되는 바, 상기 체세포 핵 이식 배아 또는 배반포로부터 유도된 세포에 영향을 주는 제제를 선택하기 위한 스크리닝을 하기 위해 사용할 수 있다. 시험 화합물은 화학적 화합물, 소분자, 폴리펩티드 또는 기타 생물학적 제제(예를 들어, 항체 또는 사이토카인 등)를 포함하는 관심있는 임의의 화합물인 것일 수 있다. The cells derived from the somatic cell nuclear transfer embryo or blastocyst, for example, embryonic stem cells, etc. can be used in a test to determine whether the agent affects differentiation or cell proliferation. For example, as the ability of the cell to differentiate or proliferate is assessed from the presence or absence of the agent, it can be used for screening to select agents that affect cells derived from the somatic cell nuclear transfer embryo or blastocyst. . The test compound can be any compound of interest, including chemical compounds, small molecules, polypeptides, or other biological agents (eg, antibodies or cytokines, etc.).

일 구체예에 따른 방법에서, 상기 H3K9me3 메틸레이션 활성을 평가하는 단계는 H3K9me3 메틸레이션을 감소시키는 유전자 또는 단백질의 발현 정도를 확인하는 것으로서, RT-PCR 또는 면역 염색법 등 당해 분야에 잘 알려진 기술을 이용하여 수행할 수 있다. 또한, 상기 H3K9me3 메틸레이션 활성을 평가하는 단계는 상기 체세포 복제 효율을 평가하는 단계와 함께 수행될 수 있다. 상기 후보 물질을 첨가하기 전과 비교하여, 첨가 후 배양물 내의 체세포 핵 이식 난모세포, 2-세포기 세포, 4세포기 세포 또는 배반포 단계의 세포의 수가 변화한다면, 상기 후보 물질이 상기 H3K9me3 메틸레이션의 활성을 감소시키고, 나아가 체세포 핵 이식에 의한 체세포 복제 효율을 증가시키는 물질인 것으로 결정할 수 있다.In the method according to one embodiment, the step of evaluating the H3K9me3 methylation activity is to confirm the expression level of a gene or protein that reduces H3K9me3 methylation, using a technique well known in the art, such as RT-PCR or immunostaining. can be done by In addition, the step of evaluating the H3K9me3 methylation activity may be performed together with the step of evaluating the somatic cell replication efficiency. If the number of somatic cell nuclear-transferred oocytes, 2-cell stage cells, 4-cell stage cells or blastocyst stage cells in the culture is changed after addition compared to before addition of the candidate substance, the candidate substance is the H3K9me3 methylation It can be determined to be a substance that reduces the activity and further increases the efficiency of somatic cell replication by somatic cell nuclear transfer.

다른 양상은 체세포의 핵 및 핵이 제거된 난자를 준비하는 단계; 상기 체세포의 핵 및 핵이 제거된 난자를 멜라토닌이 포함된 배지에서 배양하여 체세포 핵 이식(somatic-cell nuclear transfer: SCNT) 세포를 얻는 단계; 및 상기 체세포 핵 이식 세포와 액상 정액을 체외 수정하는 단계를 포함하는 체세포 이식 수정란을 제조하는 방법을 제공한다. 상기 체세포의 핵 및 핵이 제거된 난자를 멜라토닌이 포함된 배지에서 배양하는 방법의 구체적인 내용은 전술한 바와 같다. 상기 체세포 핵 이식 세포는 체세포 핵 이식 난자, 구체적으로 2-세포기, 4-세포기 및 8-세포기의 배아인 것일 수 있으며, 상기 배아가 발달하여 배반포 단계에 도달한 세포인 것일 수 있다. Another aspect comprises the steps of preparing an egg from which the nucleus and nucleus of a somatic cell have been removed; obtaining somatic-cell nuclear transfer (SCNT) cells by culturing the nucleus and nuclei of the somatic cells in a medium containing melatonin; and in vitro fertilization of the somatic cell nuclear-transferred cells and liquid semen. Specific details of the method of culturing the nucleus of the somatic cell and the nucleus-removed egg in a medium containing melatonin are the same as described above. The somatic cell nuclear transfer cell may be a somatic cell nuclear transfer egg, specifically, a 2-cell stage, a 4-cell stage, and an 8-cell stage embryo, and may be a cell that has developed and has reached the blastocyst stage.

일 구체예에 따른 방법은 상기 체세포 핵 이식 세포와 액상 정액을 체외 수정하는 단계를 포함한다. 상기 정액은 개체의 정관에서 채취된 정액인 것일 수 있다. 상기 개체는 인간을 포함한 포유동물인 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 포유동물은 쥐, 돼지, 양, 개, 소, 말, 염소 등을 포함할 수 있다. 상기 체세포 핵 이식 세포와 액상 정액을 체외수정용 배지 조성물에서 1 내지 7일 동안 체외 수정시키는 것일 수 있다. 이때, 체외 수정 기간이 상기 범위 미만인 경우, 수정이 안되는 문제점이 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우 배아가 퇴화되는 문제점이 있다. 또한, 상기 단계에서, H3K9me3 메틸레이션을 감소시키는 제제와 접촉 또는 주입시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 메틸레이션을 감소시키는 제제에 대한 구체적인 내용은 전술한 바와 같다. 상기 메틸레이션을 감소시키는 제제는 체세포 핵 이식 세포에 정액을 주입한 이후, 전핵 형성 전(정액 주입 후 18시간 이내), 구체적으로 정액을 주입한 이후, 2-세포기 전에 체세포 이식 수정란에 접촉 또는 주입되는 것일 수 있다. 따라서, 상기 체세포 이식 수정란은 체세포 핵 이식 세포(배아)가 발달 정지 없이 효율적으로 진행하고 발달 결함 또는 생존력의 손실 없이 2-, 4- 및 8-세포기를 거쳐 배반포로 성공적으로 발달하는바 생산의 효율성을 증가시킬 수 있다.The method according to one embodiment includes in vitro fertilization of the somatic cell nuclear transfer cells and liquid semen. The semen may be semen collected from the vas deferens of an individual. The subject may be a mammal including a human. For example, the mammal may include a rat, a pig, a sheep, a dog, a cow, a horse, a goat, and the like. The somatic cell nuclear transfer cells and liquid semen may be fertilized in vitro for 1 to 7 days in a medium composition for in vitro fertilization. In this case, when the in vitro fertilization period is less than the above range, there is a problem that fertilization cannot be performed, and when the in vitro fertilization period exceeds the above range, there is a problem that the embryo is degenerate. In addition, in the above step, the step of contacting or injecting with an agent that reduces H3K9me3 methylation may be further included. Specific details of the agent for reducing the methylation are the same as described above. The agent that reduces the methylation is in contact with a somatic cell transplanted fertilized egg after the injection of semen into the somatic cell nuclear transfer cells, before pronuclear formation (within 18 hours after semen injection), specifically after the injection of semen, and before the 2-cell phase may be injected. Therefore, the somatic cell transplanted fertilized egg is a somatic cell nuclear transfer cell (embryo) that proceeds efficiently without developmental arrest and successfully develops into a blastocyst through the 2-, 4- and 8-cell stages without developmental defects or loss of viability. can increase

멜라토닌을 포함하는, 배아 발달용 조성물 및 이를 이용하여 배아 발달률을 향상시키는 방법에 관한 것으로, 상기 세포는 세포 손상 및/또는 발달 정지 없이 배반포로의 발달이 효율적으로 진행되는바, 체외수정 절차를 이용하여 체세포 복제 수정란을 생산할 수 있다. It relates to a composition for embryo development comprising melatonin and a method for improving embryonic development rate using the same, wherein the cells efficiently develop into blastocysts without cell damage and/or developmental arrest, in vitro fertilization procedure It can be used to produce somatically cloned fertilized eggs.

도 1a는 SCNT-FOC 및 SCNT-CROC 그룹에, Kdm4a mRNA를 주입하여 H3K9me3의 탈 메틸화를 관찰한 결과를 나타낸 사진이다.
도 1b는 SCNT-FOC 및 SCNT-CROC 그룹에, Kdm4a mRNA를 주입하여 H3K9me3의 탈 메틸화를 관찰한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2a는 Kdm4a mRNA를 주입 여부에 따른 SCNT-FOC 및 SCNT-CROC 그룹의 내세포와 전체세포 수의 변화를 확인한 사진이다.
도 2b는 Kdm4a mRNA를 주입 여부에 따른 SCNT-FOC 및 SCNT-CROC 그룹의 배아 발달 정도를 확인한 사진이다.
도 2c는 Kdm4a mRNA를 주입 여부에 따른 SCNT-FOC 및 SCNT-CROC 그룹의 배반포 품질 비율을 나타낸 그래프이다.
도 3a는 Kdm4a mRNA를 주입 여부에 따른 SCNT-FOC 및 SCNT-CROC 그룹의 2-세포 배아에서 발현 양상이 다른 유전자를 나타낸 것이다.
도 3b는 Kdm4a mRNA를 주입 여부에 따른 SCNT-FOC 및 SCNT-CROC 그룹의 2-세포 배아에서 발현이 조절(상향/하향)된 유전자를 나타낸 것이다.
도 4a는 멜라토닌 처리 유무에 따른 SCNT-CROC 및 SCNT-CROC+K 그룹의 배반포에서 DNA 단편화 수준을 TUNEL 염색법으로 확인한 사진이다.
도 4b는 멜라토닌 처리 유무에 따른 SCNT-CROC 및 SCNT-CROC+K 그룹의 배반포에서 TUNEL 양성 세포 수를 확인한 그래프이다.
도 5a는 멜라토닌 처리 유무에 따른 SCNT-CROC+K 그룹에서 세포사멸이 일어난 부분의 형광 염색(세포사멸; 녹색, 핵; 파란색으로 염색)을 확인한 사진이다.
도 5b는 멜라토닌 처리 유무에 따른 SCNT-CROC+K 그룹의 상실배에서 활성산소 수준을 나타낸 그래프이다.
도 6a는 멜라토닌 처리 유무에 따른 SCNT-CROC+K 그룹의 마우스 자궁 내에 착상 여부를 시각화한 사진이다.
도 6b는 멜라토닌 처리 유무에 따른 SCNT-CROC+K 그룹의 마우스 자궁 내에 착상된 여부를 반복하여 실험한 결과를 시각화한 사진이다.
도 6c는 멜라토닌 처리 유무에 따른 SCNT-CROC+K 그룹의 배아 이식율을 확인한 그래프이다.
도 7a는 멜라토닌의 처리 유무에 따른 SCNT-CROC+K 그룹의 mESC 유도율을 광학현미경으로 확인한 결과이다.
도 7b는 멜라토닌 처리 유무에 따른 SCNT-CROC+K 그룹의 mESC 유도율을 나타낸 그래프이다.
1a is a photograph showing the results of observing the demethylation of H3K9me3 by injecting Kdm4a mRNA into the SCNT-FOC and SCNT-CROC groups.
1b is a graph showing the results of observing the demethylation of H3K9me3 by injecting Kdm4a mRNA into the SCNT-FOC and SCNT-CROC groups.
Figure 2a is a photograph confirming the change in the number of inner cells and total cells of SCNT-FOC and SCNT-CROC groups according to whether Kdm4a mRNA is injected.
2b is a photograph confirming the degree of embryonic development of SCNT-FOC and SCNT-CROC groups according to whether Kdm4a mRNA is injected.
Figure 2c is a graph showing the blastocyst quality ratio of SCNT-FOC and SCNT-CROC groups according to whether Kdm4a mRNA is injected.
3a shows genes with different expression patterns in 2-cell embryos of SCNT-FOC and SCNT-CROC groups depending on whether Kdm4a mRNA is injected.
3b shows genes whose expression is regulated (up/down) in 2-cell embryos of SCNT-FOC and SCNT-CROC groups according to whether Kdm4a mRNA is injected or not.
Figure 4a is a photograph confirming the level of DNA fragmentation in blastocysts of SCNT-CROC and SCNT-CROC + K groups with or without melatonin treatment by TUNEL staining.
Figure 4b is a graph confirming the number of TUNEL-positive cells in the blastocysts of the SCNT-CROC and SCNT-CROC + K groups with or without melatonin treatment.
Figure 5a is a photograph confirming the fluorescence staining (apoptosis; green, nuclear; blue staining) of apoptosis in the SCNT-CROC + K group with or without melatonin treatment.
Figure 5b is a graph showing the level of reactive oxygen species in the morula of the SCNT-CROC + K group with or without melatonin treatment.
Figure 6a is a photograph of visualizing whether or not implantation in the uterus of a mouse of the SCNT-CROC + K group according to the presence or absence of melatonin treatment.
Figure 6b is a photograph visualizing the results of repeated experiments whether or not implanted in the uterus of the SCNT-CROC + K group according to the presence or absence of melatonin treatment.
Figure 6c is a graph confirming the embryo transfer rate of the SCNT-CROC + K group according to the presence or absence of melatonin treatment.
Figure 7a is the result of confirming the mESC induction rate of the SCNT-CROC + K group according to the presence or absence of melatonin treatment with an optical microscope.
Figure 7b is a graph showing the mESC induction rate of the SCNT-CROC + K group with or without melatonin treatment.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples are presented to help the understanding of the present invention. However, the following examples are only provided for easier understanding of the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the following examples.

[준비예][Preparation example]

수용 난자(recipient oocyte) 및 SCNT 공여 난자(donor oocyte)를 수집하기 위해 8~10 주령의 암컷 B6D2F1 마우스(Orient-bio 社, 경기도, 한국)를 사용하였다. 8~10 주령의 암컷 ICR 마우스를 배아 이식의 대리모(poster mothers)로서 사용하였다. 유사생식(pseudopragnancy)을 유도하기 위하여, 상기 마우스를 동일한 개체(strain)의 수컷 마우스와 교배시켰다. 본 연구에서 동물 사용에 대한 프로토콜은 차의과학대학교의 동물실험 및 사용위원회 (IACUC) (프로젝트 번호 IACUC-170119)에 의해 승인되었으며, 모든 실험은 승인된 프로토콜에 따라 수행되었다. To collect recipient oocytes and SCNT donor oocytes, 8-10 week old female B6D2F1 mice (Orient-bio, Gyeonggi-do, Korea) were used. Female ICR mice aged 8-10 weeks were used as poster mothers for embryo transfer. To induce pseudopragnancy, the mice were crossed with male mice of the same strain. The protocol for the use of animals in this study was approved by the Animal Experimentation and Use Committee (IACUC) (Project No. IACUC-170119) of CHA University, and all experiments were performed according to the approved protocol.

[실시예][Example]

실시예 1. 난모세포의 수집Example 1. Collection of oocytes

상기 준비예의 마우스에 5 IU의 임신수컷혈청 생식선 자극호르몬(pregnant mare serum gonadotropin, PMSG; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO)을 주사하였고, 48시간 후 5 IU의 인간 융모성 성선자극호르몬(chorionic gonadotropin, hCG; Sigma-Aldrich)을 주사하여 과배란을 유도하였다. 마우스에 hCG를 주사하고 14시간 후에 M2(Sigma-Aldrich) 배지에 난모세포를 수집하고, 0.1% 히알루로니다아제(hyaluronidase) (Sigma-Aldrich)를 함유하는 배지로 난구세포(cumulus cell)를 제거하였다(denuded). 이후, 실험을 위해 난구-프리(cumulus-free) 난모세포를 포타슘 심플렉스 최적화 배지(potassium simplex optimized medium (KSOM, Millipore, Darmstadt, Germany)에서 배양하였다. 분산된 난구세포를 히알루로니다아제로 처리하여 제거하고 M2 배지에서 세척하여 수집하였다. 이후, M2에서 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone, PVP) 3%(v/v)의 소량에 펠렛을 재현탁하고 4℃에서 사용할 때까지 보관하였다. 5 IU of pregnant mare serum gonadotropin (PMSG; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) was injected into the mice of the preparation example, and after 48 hours, 5 IU of human chorionic gonadotropin (chorionic) was injected. gonadotropin, hCG; Sigma-Aldrich) was injected to induce superovulation. After injecting hCG into mice, oocytes were collected in M2 (Sigma-Aldrich) medium 14 hours later, and cumulus cells were removed with a medium containing 0.1% hyaluronidase (Sigma-Aldrich). Denuded. Then, for the experiment, cumulus-free oocytes were cultured in potassium simplex optimized medium (KSOM, Millipore, Darmstadt, Germany) The dispersed cumulus cells were treated with hyaluronidase. Then, the pellet was resuspended in a small amount of 3% (v/v) of polyvinylpyrrolidone (PVP) in M2 and stored at 4°C until use.

실시예 2. 난모세포 유리화동결(vitrification) 및 해동(warming)Example 2. Oocyte vitrification and thawing (warming)

유리화동결 및 보온 용액의 준비를 위한 기본 배지로서 녹아웃 혈청 대체(Knockout Serum Replacement) (KSR, Gibco, Grand Island, NY) 20%(v/v) 및 HEPES (Sage, Malov, Denmark)가 있는 Quinn'의 어드벤티지 배지를 사용하였다. 에틸렌글리콜(EG, Sigma-Aldrich) 및 디메틸설폭시드(dimethylsulfoxide, DMSO, Sigma-Aldrich)의 조합인, 2개의 동결보호제(cryoprotectant agents)로 유리화동결 처리하였다. MII 난모세포를 7.5% 에틸렌글리콜 및 7.5% DMSO를 함유하는 HEPES 배지로 2분 30초 동안 사전-평형화(pre-equilibrated) 시켰다. 사전-평형화된 난모세포를 15% 에틸렌글리콜, 15% DMSO, 및 0.5M 수크로즈(Sigma-Aldrich)로 보충된 동일 부피의 HEPES 배지에서 20초 동안 평형화시켰다. 평형화된 난모세포를 전자 현미경 구리 격자(electron microscopic copper grids) (EM Grid, PELCO, Redding, CA)에 로딩하고 Vit-master (IMT, Ness Ziona, Israel)를 사용하여 슬러시 질소(slush nitrogen, SN2)에 동결 보존 하였다. 유리화동결된 난모세포를 LN2 탱크에 저장하였다. 보온을 위하여, 유리화동결된 난모세포를 4단계 방법으로 가온하였다. EM 그리드를 37℃에서 2분 30초 간격으로 0.5, 0.25, 0.125 및 0 M의 수크로즈에 순차적으로 옮겼다. 이후, 난모세포를 변형된 HTF (Millipore) 배지로 3회 세척하고 실험이 시작될 때까지 HTF 배지에서 배양하였다. Quinn' with Knockout Serum Replacement (KSR, Gibco, Grand Island, NY) 20% (v/v) and HEPES (Sage, Malov, Denmark) as basal media for the preparation of vitrified freezing and warming solutions of advantage medium was used. A combination of ethylene glycol (EG, Sigma-Aldrich) and dimethylsulfoxide (DMSO, Sigma-Aldrich) was subjected to vitrification and freezing with two cryoprotectant agents. MII oocytes were pre-equilibrated with HEPES medium containing 7.5% ethylene glycol and 7.5% DMSO for 2 minutes and 30 seconds. Pre-equilibrated oocytes were equilibrated for 20 seconds in an equal volume of HEPES medium supplemented with 15% ethylene glycol, 15% DMSO, and 0.5M sucrose (Sigma-Aldrich). Equilibrated oocytes were loaded onto electron microscopic copper grids (EM Grid, PELCO, Redding, CA) and slush nitrogen (SN2) using a Vit-master (IMT, Ness Ziona, Israel). were cryopreserved in Vitrified-frozen oocytes were stored in LN2 tanks. For warming, vitrified-frozen oocytes were warmed in a four-step method. The EM grids were sequentially transferred to 0.5, 0.25, 0.125 and 0 M sucrose at an interval of 2 minutes and 30 seconds at 37°C. Thereafter, the oocytes were washed three times with modified HTF (Millipore) medium and cultured in HTF medium until the experiment was started.

실시예 3. 체세포 핵 이식(somatic cell nuclear transfer, SCNT)Example 3. Somatic cell nuclear transfer (SCNT)

상기 실시예 2에서 준비한 신선한 또는 유리화동결/해동(vitrification/warmed)된 난모세포를 37℃에서 인큐베이션한 후, 난모세포의 난구를 제거하였다. 신선한 난구세포를 핵 공여 난자로서 사용하였다. 5㎍/㎖의 사이토칼라신 B(cytochalasin B)를 포함하는 M2 배지에서 신선하고 유리화동결/해동된 난구세포의 핵을 제거하였다. 핵 이식을 위하여, M2 배지에서 piezo-driven micromanipulator (Primetech LTD, Tsuchiura-shi, Japan)를 사용하여 난구 세포를 탈핵된 난모세포에 주입하였다. 이후, M16 (Millipore) 배지에서 10 mM SrCl2, 2 mM EGTA, 및 5 ㎍/㎖ 사이토칼라신 B로 재생된 배아(embryo)를 6시간 동안 활성화시킨 다음 37℃, 5% CO2의 가습 대기의 KSOM에서 배양하였다. 신선한 난모세포 세포질(oocyte cytoplasm, FOC)을 사용하는 체세포 복제 난자 그룹을 SCNT-FOC로 명명하고, 유리화동결/해동된(저온보존/해동된) 난모세포의 세포질을 사용한 그룹을 SCNT-CROC로 명명하였다. Fresh or vitrification/warmed oocytes prepared in Example 2 were incubated at 37° C., and then the oocytes were removed. Fresh cumulus cells were used as nuclear donor eggs. Nuclei of fresh, vitrified, frozen/thawed cumulus cells were removed in M2 medium containing 5 μg/ml of cytochalasin B. For nuclear transfer, cumulus cells were injected into the enucleated oocytes in M2 medium using a piezo-driven micromanipulator (Primetech LTD, Tsuchiura-shi, Japan). Thereafter, embryos regenerated with 10 mM SrCl 2 , 2 mM EGTA, and 5 μg/ml cytochalasin B in M16 (Millipore) medium were activated for 6 hours, and then at 37° C., 5% CO 2 in a humidified atmosphere. was cultured in KSOM. The group of somatic cloned oocytes using fresh oocyte cytoplasm (FOC) was named SCNT-FOC, and the group using the cytoplasm of vitrified/frozen/thawed (cryopreserved/thawed) oocytes was named SCNT-CROC. did.

실시예Example 4. 4. Kdm4aKdm4a mRNA의mRNA 주입에 따른 체세포 핵 이식 세포의 배아 발달 여부 및 전사 차이 확인 Confirmation of embryonic development and transcriptional differences in somatic cell nuclear transfer cells following injection

4-1. 4-1. Kdm4aKdm4a mRNA의 준비 Preparation of mRNA

전장(full-length) 마우스 Kdm4a / Jhdm3a cDNA를 In-Fusion Kit (Clonetech # 638909)를 사용하여 클로닝 부위의 3'말단에 poly(A)83이 포함된 pcDNA3.1 플라스미드로 클로닝 하였다. 인 비트로(in vitro) 전사에 의해 선형화된 주형 플라스미드로부터 mMESSAGE mMACHINE T7 Ultra Kit (Life Technologies # AM1345)를 사용하여 mRNA를 합성하였다. 합성된 mRNA를 nuclease-free water에 용해시켰다. mRNA의 농도는 NanoDrop ND-1000 분광 광도계(NanoDrop Technologies)를 사용하여 측정하였다; mRNA의 분취량을 사용할 때까지 -80℃에서 보관하였다.Full-length mouse Kdm4a / Jhdm3a cDNA was cloned into pcDNA3.1 plasmid containing poly(A)83 at the 3' end of the cloning site using In-Fusion Kit (Clonetech # 638909). mRNA was synthesized from the linearized template plasmid by in vitro transcription using the mMESSAGE mMACHINE T7 Ultra Kit (Life Technologies # AM1345). The synthesized mRNA was dissolved in nuclease-free water. The concentration of mRNA was measured using a NanoDrop ND-1000 spectrophotometer (NanoDrop Technologies); Aliquots of mRNA were stored at -80°C until use.

4-2. 체세포 핵 이식 세포의 배아 발달 여부 확인4-2. Confirmation of embryonic development of somatic cell nuclear transfer cells

H3K9me3 탈메틸효소(demethylase)를 암호화하는 Kdm4a의 mRNA 주입은 체세포 핵 이식된 포유 동물의 난자 발달을 향상시키는 것으로 알려져 있다. 먼저, Kdm4a mRNA가 유리화동결/해동된 난모세포의 세포질을 이용하여 복제된 난자(SCNT-CROC)의 발달에 미치는 영향을 분석하기 위해, Kdm4a mRNA의 주입 여부에 관계없이 배아 발달 여부를 평가하였다. 다음으로, 상기 실시예 3에서 준비한 두 그룹의 복제 난자(SCNT-FOC 그룹 및 SCNT-CROC 그룹)에 piezo-driven micromanipulator를 사용하여 ~10 pl의 물(대조군) 또는 2㎍/㎕ Kdm4a mRNA를 주사하였다. 또한, 배아 발달 여부를 면역 형광법으로 확인하였다. 구체적으로, 0.1% 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol, PVA)을 함유한 인산-완충 식염수(phosphate-buffered saline, PBS)로 클로닝한 배아를 세척한 후 실온에서 4% w/v 파라포름알데히드(paraformaldehyde)로 30분간 고정시켰다. 난모세포를 PBS/PVA로 세척한 후 4℃에서 1% 소혈청알부민(bovine serum albumin, BSA)과 0.1% Triton X-100을 함유한 PBS에서 밤새 배양하였다. 이후, 난모세포를 PBS-0.1% BSA에서 3회 세척하고 1 및 2 세포 단계에서 H3K9me3 항체의 1:200 희석액 및 정제된 마우스 항-OCT-3/4 (BD)를 2시간 동안 배양하였다. 클로닝한 배아를 PBS-0.1% BSA로 3회 세척하고 염소 항-마우스 항체의 1:200 희석액으로 실온에서 1시간 동안 배양하였다. 이후, PBS-0.1% BSA에서 3회 추가로 세척하였다. 4',6-디아미디노-2-페닐인돌(4′,6-diamidino-2-phenylindole, DAPI)로 난모세포를 염색하여 DNA를 시각화하였다. 배아를 형광성 장착 매질을 가진 유리 슬라이드 상에 올려놓고 형광 현미경(Zeiss LSM880, Zeiss, Jena, Germany)을 사용하여 관찰하였다. mRNA injection of Kdm4a, encoding H3K9me3 demethylase, is known to enhance egg development in somatic cell nuclear-transferred mammals. First, in order to analyze the effect of Kdm4a mRNA on the development of cloned oocytes (SCNT-CROC) using the cytoplasm of vitrified/frozen/thawed oocytes, embryonic development was evaluated whether or not Kdm4a mRNA was injected. Next, ~10 pl of water (control) or 2 μg/μl Kdm4a mRNA was injected into the two groups of cloned eggs (SCNT-FOC group and SCNT-CROC group) prepared in Example 3 using a piezo-driven micromanipulator. did. In addition, embryo development was confirmed by immunofluorescence. Specifically, after washing the cloned embryos with phosphate-buffered saline (PBS) containing 0.1% polyvinyl alcohol (PVA), 4% w/v paraformaldehyde at room temperature was fixed for 30 min. After washing the oocytes with PBS/PVA, they were cultured overnight in PBS containing 1% bovine serum albumin (BSA) and 0.1% Triton X-100 at 4°C. Thereafter, the oocytes were washed 3 times in PBS-0.1% BSA and incubated with 1:200 dilutions of H3K9me3 antibody and purified mouse anti-OCT-3/4 (BD) at the 1 and 2 cell stage for 2 hours. The cloned embryos were washed 3 times with PBS-0.1% BSA and incubated for 1 hour at room temperature with a 1:200 dilution of goat anti-mouse antibody. Then, it was washed three more times in PBS-0.1% BSA. DNA was visualized by staining the oocytes with 4',6-diamidino-2-phenylindole (DAPI). Embryos were mounted on glass slides with fluorescent mounting medium and observed using a fluorescence microscope (Zeiss LSM880, Zeiss, Jena, Germany).

그룹group mRNA (μg/μl) mRNA (μg/μl) 핵이식 난모세포수 Number of nuclear-transferred oocytes 2-세포기 배아수 (%) ¶ 2-cell stage embryo count (%) ¶ 4-세포기 배아수 (%) # 4-cell stage embryo count (%) # 2-세포기 블락 배아(2-cell block embryos) 수 (%±SEM) # Number of 2-cell block embryos (%±SEM) # 배반포 수(%±SEM) # Number of blastocysts (%±SEM) # SCNT-FOCSCNT-FOC -- 112112 105 (94)105 (94) 70 (67)70 (67) 35 (33±2.9) a 35 (33±2.9) a 27 (26±3.4) a 27 (26±3.4) a SCNT-FOC+KSCNT-FOC+K 22 109109 103 (95)103 (95) 102 (99)102 (99) 1 (1±1) b 1 (1±1) b 85 (83±3.5) b 85 (83±3.5) b SCNT-CROCSCNT-CROC -- 139139 132 (95)132 (95) 93 (70)93 (70) 39 (30±1.8) a 39 (30±1.8) a 30 (23±3.1) a 30 (23±3.1) a SCNT-CROC+KSCNT-CROC+K 22 130130 125 (96)125 (96) 123 (98)123 (98) 2 (2±1.2) b 2 (2±1.2) b 82 (66±2.4) c 82 (66±2.4) c

a,b,c: 동일한 열 내에서 다른 위첨자로서, 값의 유의미한 차이를 나타냄(P<0.05; n=5)SCNT-FOC: 신선한 난모세포의 세포질을 이용한 체세포 핵 이식 복제 난자a,b,c: different superscripts within the same column, indicating a significant difference in values (P<0.05; n=5) SCNT-FOC: somatic cell nuclear transfer cloned egg using fresh oocyte cytoplasm

SCNT-CROC: 유리화동결/해동된 난모세포의 세포질을 이용한 체세포 핵 이식 복제 난자SCNT-CROC: Somatic cell nuclear transfer cloned egg using cytoplasm of vitrified/frozen/thawed oocytes

K: 라이신(K)-특이적 탈메틸화효소 4A(Kdm4a) mRNA의 주입K: injection of lysine (K)-specific demethylase 4A (Kdm4a) mRNA

¶: SCNT 난모세포의 수에 기초¶: Based on the number of SCNT oocytes

#: 2-세포 배아의 수에 기초#: based on the number of 2-cell embryos

도 1은 SCNT-FOC 및 SCNT-CROC 그룹에 Kdm4a mRNA를 주입하여 H3K9me3의 탈 메틸화를 관찰한 결과이고 표 1은 SCNT-FOC 및 SCNT-CROC 그룹의 발달에 Kdm4a mRNA의 주입이 미치는 영향을 나타낸 결과이다. SCNT-FOC 그룹 및 SCNT-CROC 그룹의 1 세포기와 2 세포기의 핵에서 H3K9me3의 탈 메틸화가 정상적으로 이루어지는 것을 확인할 수 있었다(도 1a). 상기 메틸화 수준을 수치화한 결과에서도 SCNT-FOC 그룹 및 SCNT-CROC에 Kdm4a mRNA를 주입한 경우, H3K9me3의 수준이 유의적으로 감소한 것을 확인할 수 있었다(도 1b). 또한, SCNT-FOC 그룹 및 SCNT-CROC 그룹에 Kdm4a mRNA를 주입할 경우, 두 그룹 모두의 배반포 효율이 유의적으로 증가한 것을 확인할 수 있었다. 즉, H3K9me3 활성의 하향 조절은 SCNT-FOC 그룹 및 SCNT-CROC 그룹의 배아의 배반포(blastocyst) 형성 속도를 모두 향상시키는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, Kdm4a mRNA의 주입은 H3K9me3 활성을 억제하고 복제 난자에서 2-세포 블락(2-cell block)을 극복하는 것을 확인할 수 있다(표 1). 1 is the result of observing the demethylation of H3K9me3 by injecting Kdm4a mRNA into the SCNT-FOC and SCNT-CROC groups, and Table 1 shows the effect of the injection of Kdm4a mRNA on the development of the SCNT-FOC and SCNT-CROC groups. am. It was confirmed that demethylation of H3K9me3 was normally performed in the nuclei of the first and second cell stages of the SCNT-FOC group and the SCNT-CROC group (FIG. 1a). As a result of quantifying the methylation level, it was confirmed that when Kdm4a mRNA was injected into the SCNT-FOC group and SCNT-CROC, the level of H3K9me3 was significantly reduced ( FIG. 1b ). In addition, when Kdm4a mRNA was injected into the SCNT-FOC group and the SCNT-CROC group, it was confirmed that the blastocyst efficiency of both groups was significantly increased. That is, it was confirmed that down-regulation of H3K9me3 activity improved both the blastocyst formation rate of the SCNT-FOC group and the SCNT-CROC group embryo. Therefore, it can be confirmed that injection of Kdm4a mRNA inhibits H3K9me3 activity and overcomes the 2-cell block in cloned eggs (Table 1).

도 2는 Kdm4a mRNA를 주입 여부에 따른 SCNT-FOC 및 SCNT-CROC 그룹의 내세포와 전체세포 수의 변화를 확인한 것이다. 이때, 내세포 집단이란 향후 배아줄기세포로 발생 가능한 세포 수를 의미하고, 타입 1은 내세포 10개 미만, 타입 2는 내세포 10개 이상을 나타낸다. Figure 2 confirms the change in the number of internal cells and total cells of the SCNT-FOC and SCNT-CROC groups according to whether Kdm4a mRNA is injected. In this case, the inner cell population means the number of cells that can be developed into embryonic stem cells in the future, type 1 indicates less than 10 inner cells, and type 2 indicates more than 10 inner cells.

도 2a 및 도 2b에 나타난 바와 같이, mRNA의 주입 후에 SCNT-FOC 그룹 및 SCNT-CROC 그룹에서의 배아 발달 결함은 거의 극복되었으나, SCNT-CROC 그룹에서의 배아 발생 및 배아 발달 정도는 SCNT-FOC 그룹에서의 배아 발달 및 발달 정도보다 유의적으로 낮았다. 특히 도 2c에 나타난 바와 같이, SCNT-CROC+ K 그룹에서의 ICM 수(배반포 당 10 ICMs 이상)의 비율이 높은 복제 배아 수는 SCNT-FOC + K 그룹에서보다 유의적으로 더 적었다(p<0.05). 즉, Kdm4a mRNA의 주입은 내세포 집단 수를 유의적으로 증가시킴으로써, 배반포 품질을 향상시킬 수 있다.As shown in Figures 2a and 2b, the embryonic developmental defects in the SCNT-FOC group and the SCNT-CROC group were almost overcome after the injection of mRNA, but the embryogenesis and the degree of embryonic development in the SCNT-CROC group were the SCNT-FOC group. was significantly lower than that of embryonic development and development in In particular, as shown in Figure 2c, the number of cloned embryos with a high ratio of the number of ICMs (over 10 ICMs per blastocyst) in the SCNT-CROC+K group was significantly lower than that in the SCNT-FOC+K group (p<0.05). . That is, injection of Kdm4a mRNA can improve blastocyst quality by significantly increasing the number of inner cell populations.

4-3. 체세포 핵 이식 세포의 2-세포 배아(2-cell embryos) 전사 차이 확인4-3. Confirmation of Transcription Differences in 2-cell Embryos of Somatic Cell Nuclear Transplantation Cells

SCNT-FOC 그룹 및 SCNT-CROC 그룹 사이의 가장 초기 배아의 전사 차이를 확인하기 위해, 난모세포 활성화와 Kdm4a mRNA 주입 24시간 후, 두 그룹의 풀(pooled) 2-세포 배아(샘플당 100 배아, 3회 반복)로 RNA 시퀀싱을 2회 수행하였다. 1회 차에서, SCNT-FOC+K 및 SCNT-CROC+K (시료당 100개의 배아, 3회 반복) 사이의 2 세포 배아에서 유전자 발현을 평가하였다. 2회 차에서, SCNT-CROC+K 및 SCNT-CROC+K+M (1회 시료 당 50개의 배반포, 2 회 반복) 사이의 배반포에서 유전자 발현을 평가하였다. 상보적인 DNA(cDNA)를 SMARTer 초저 입력 RNA cDNA 준비 키트(Ultra Low Input RNA cDNA preparation kit) (Takara, 634890)를 사용하여 제조사의 지시에 따라 증폭시켰다. M220 초음파분쇄기(sonicator) (Covaris)를 사용하여 cDNA를 약 200 bp 단편으로 단편화 하였다. 단편화된 cDNA를 말단-수정(end-repaired)하고 어댑터를 연결(adapter-ligated)하였다. 시퀀싱 라이브러리는 제조사의 지시에 따라 ScriptSeq v2 키트 (Illumina)를 사용하여 준비하였다. HiSeq2500 (Illumina)에서 단일-종단 시퀀싱을 수행하고, STAR (v2.5.2b, https://github.com/alexdobin/STAR)를 사용하여 mm9 마우스 게놈에 맵핑(mapping) 하였다. 이후, 기본 옵션을 사용하여 Cufflinks (v2.2.1)로 FPKM(fragments per kilobase per million read)를 계산하였다. 유전자는 fold change>3 및 FPKM>5에서 차별적으로 발현된 것으로 간주하였다. R (v3.3.2) 패키지를 사용하여 통계분석 및 산점도 생성(scatter plot generation)을 수행하였다. 대부분의 유전자의 발현은 두 그룹에서 모두 유사하였으며 소수의 유전자(159개)만이 다른 발현 양상을 나타냈다(도 3a). GO terms 및 KEGG 분석에서 세포사멸과 p53 신호 전달 경로를 포함한 몇 가지 경로가 현저하게 활성화되었음을 확인하였다. DEG가 GO terms-데이터베이스로 분석되었을 때, 1,730개의 세포사멸 관련 유전자 중 16개의 유전자(0.92%) 만이 SCNT-FOC 그룹 및 SCNT-CROC 그룹 사이에서 3배 이상의 차이를 보였다. SCNT-CROC 그룹에서 8개의 전-세포사멸 관련 유전자 (Cyt, Dapk2, Dffb, Gadd45g, Hint2, Mien1, P2rx7, Pmaip) (50%)와 3개의 항-세포사멸 유전자(Adrb2, Scin, Six1)는 SCNT-FOC 그룹과 비교하여 발현이 상향 조절됨을 확인할 수 있었다. 또한, 2개의 세포사멸 관련 유전자 (Ifng 및 Siah1a) (18.2%) 및 3개의 항-세포사멸 관련 유전자(Syce3, Tsc22d3 및 Vegfa) (27.2%)만이 하향 조절됨을 확인할 수 있었다(도 3b). To determine the transcriptional differences in the earliest embryos between the SCNT-FOC group and the SCNT-CROC group, 24 h after oocyte activation and Kdm4a mRNA injection, two groups of pooled 2-cell embryos (100 embryos per sample; RNA sequencing was performed twice with 3 replicates). In round 1, gene expression was assessed in 2-cell embryos between SCNT-FOC+K and SCNT-CROC+K (100 embryos per sample, replicates 3). In round 2, gene expression was assessed in blastocysts between SCNT-CROC+K and SCNT-CROC+K+M (50 blastocysts per sample, replicates 2 times). Complementary DNA (cDNA) was amplified using the SMARTer Ultra Low Input RNA cDNA preparation kit (Takara, 634890) according to the manufacturer's instructions. The cDNA was fragmented into approximately 200 bp fragments using an M220 sonicator (Covaris). The fragmented cDNA was end-repaired and adapter-ligated. Sequencing libraries were prepared using the ScriptSeq v2 kit (Illumina) according to the manufacturer's instructions. Single-ended sequencing was performed on a HiSeq2500 (Illumina) and mapped to the mm9 mouse genome using STAR (v2.5.2b, https://github.com/alexdobin/STAR). Then, fragments per kilobase per million read (FPKM) were calculated with Cufflinks (v2.2.1) using the default options. Genes were considered to be differentially expressed in fold change>3 and FPKM>5. Statistical analysis and scatter plot generation were performed using the R (v3.3.2) package. Expression of most genes was similar in both groups, and only a few genes (159) showed different expression patterns (FIG. 3a). GO terms and KEGG analysis confirmed that several pathways including apoptosis and p53 signaling pathways were remarkably activated. When DEG was analyzed by GO terms-database, only 16 genes (0.92%) out of 1,730 apoptosis-related genes showed a more than 3-fold difference between the SCNT-FOC group and the SCNT-CROC group. In the SCNT-CROC group, eight pro-apoptotic genes (Cyt, Dapk2, Dffb, Gadd45g, Hint2, Mien1, P2rx7, Pmaip) (50%) and three anti-apoptotic genes (Adrb2, Scin, Six1) were It was confirmed that the expression was up-regulated compared to the SCNT-FOC group. In addition, it was confirmed that only two apoptosis-related genes (Ifng and Siah1a) (18.2%) and three anti-apoptosis-related genes (Syce3, Tsc22d3 and Vegfa) (27.2%) were down-regulated ( FIG. 3b ).

또한, SCNT-CROC 그룹에서 세포 주기 관련 유전자 1,449개 중 6개의 유전자(0.41%)만이 발현 수준에 차이를 나타냈으며 1개의 세포 정지 관련 유전자(Gadd45g)가 상향 조절됨을 확인할 수 있었다(도 3b). 반면, SCNT-FOC 그룹 및 SCNT-CROC 그룹에서 4,841개의 유전자 중 30개의 유전자 발현 관련 유전자(0.62%) 및 10,234개의 대사 과정 관련 유전자 중 61개의 유전자(0.60%)의 발현 양상이 서로 상이한 것을 확인할 수 있었다. 그러나, 상기 유전자 대부분은 유전자 발현이나 대사 과정에 부정적 기능을 하지는 않는 것을 알 수 있다(도 3b).In addition, in the SCNT-CROC group, only 6 genes (0.41%) out of 1,449 cell cycle-related genes showed a difference in expression level, and it was confirmed that one cell arrest-related gene (Gadd45g) was up-regulated (Fig. 3b). On the other hand, in the SCNT-FOC group and the SCNT-CROC group, it can be seen that the expression patterns of 30 gene expression-related genes (0.62%) out of 4,841 genes and 61 genes (0.60%) out of 10,234 metabolic process-related genes are different from each other. there was. However, it can be seen that most of the genes do not have a negative function on gene expression or metabolic processes ( FIG. 3b ).

실시예 5. 멜라토닌 유무에 따른 체세포 복제 난자의 배아 발달 Example 5. Embryonic development of somatic cloned eggs with or without melatonin

5-1. 멜라토닌 유무에 따른 체세포 핵 이식 세포의 배아 발달 확인5-1. Confirmation of embryonic development of somatic cell nuclear transfer cells with and without melatonin

SCNT-CROC 그룹의 복제 난자에 Kdm4a (SCNT-CROC+K)를 먼저 주입한 다음 멜라토닌(Sigma) 10μM이 포함된 KSOM 배지 및 포함되지 않은 KSOM 배지에서 배양하였다. 복제 난자의 배아 발생을 활성화 후 5일(120 시간)동안 평가하였다. 상기 멜라토닌 농도는 최상의 품질과 높은 배반포 형성율을 보이는 농도로서 종래의 수(fertilized)된 마우스 배아를 사용하여 예비실험을 통해 선택하였다. 각 그룹에 대한 결과를 하기 표 2에 나타내었다. Kdm4a (SCNT-CROC+K) was first injected into cloned eggs of the SCNT-CROC group, and then cultured in KSOM medium containing 10 μM melatonin (Sigma) and KSOM medium not containing it. Embryonic development of cloned eggs was assessed 5 days (120 hours) after activation. The melatonin concentration was selected through a preliminary experiment using a conventional fertilized mouse embryo as a concentration showing the best quality and high blastocyst formation rate. The results for each group are shown in Table 2 below.

그룹 group 멜라토닌 (μM) Melatonin (μM) 핵이식 난모세포수Number of nuclear-transferred oocytes 2-세포기 배아수 (%) ¶ 2-cell stage embryo count (%) ¶ 4-세포기 배아수 (%) # 4-cell stage embryo count (%) # 2-세포기 블락 배아(2-cell block embryos) 수 (%±SEM) # Number of 2-cell block embryos (%±SEM) # 배반포 수(%±SEM) # Number of blastocysts (%±SEM) # SCNT-CROCSCNT-CROC -- 125125 112 (90)112 (90) 66 (59)66 (59) 46 (42±3.7)a 46 (42±3.7) a 23 (20±1.5)a 23 (20±1.5) a SCNT-CROC +MSCNT-CROC +M 1010 125125 114 (91)114 (91) 81 (71)81 (71) 33 (31±3.7)a 33 (31±3.7) a 44 (39±1.2)b 44 (39±1.2) b SCNT-CROC + KSCNT-CROC + K -- 138138 128 (98)128 (98) 124 (94)124 (94) 4 (3±1.5)a 4 (3±1.5) a 76 (59±3.3)a 76 (59±3.3) a SCNT-CROC + K +M SCNT-CROC + K + M 1010 138138 123 (96)123 (96) 119 (96)119 (96) 4 (4±1.8)a 4 (4±1.8) a 91 (75±3.3)b 91 (75±3.3) b

a,b,c: 동일한 열 내에서 다른 위첨자로서, 값의 유의미한 차이를 나타냄(P<0.05; n=5)SCNT-FOC: 신선한 난모세포의 세포질을 이용한 체세포 핵 이식 복제 난자a,b,c: different superscripts within the same column, indicating a significant difference in values (P<0.05; n=5) SCNT-FOC: somatic cell nuclear transfer cloned egg using fresh oocyte cytoplasm

SCNT-CROC: 유리화동결/해동된 난모세포의 세포질을 이용한 체세포 핵 이식 복제 난자SCNT-CROC: Somatic cell nuclear transfer cloned egg using cytoplasm of vitrified/frozen/thawed oocytes

M: 멜라토닌 처리M: Melatonin treatment

K: 라이신(K)-특이적 탈메틸화효소 4A(Kdm4a) mRNA의 주입K: injection of lysine (K)-specific demethylase 4A (Kdm4a) mRNA

¶: SCNT 난모세포의 수에 기초¶: Based on the number of SCNT oocytes

#: 2-세포 배아의 수에 기초#: based on the number of 2-cell embryos

그 결과, 멜라토닌은 Kdm4a mRNA의 주입과 상관없이 SCNT-CROC 그룹의 배아 발달에 긍정적인 역할을 하였다(표 2). 즉, 멜라토닌의 처리는 Kdm4a mRNA 주입과는 별개로 SCNT-CROC 그룹의 배반포 발달률을 향상시키는 것을 알 수 있다. 또한, SCNT-CROC 그룹에 Kdm4a mRNA 주입만으로 극복되지 못했던, 배반포 발달 효율을 증가시켜 SCNT-FOC 그룹과 유사한 배반포 발달률을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. As a result, melatonin played a positive role in the embryonic development of the SCNT-CROC group regardless of the injection of Kdm4a mRNA (Table 2). That is, it can be seen that the treatment of melatonin improves the blastocyst development rate of the SCNT-CROC group independently of Kdm4a mRNA injection. In addition, it was confirmed that the SCNT-CROC group exhibited a blastocyst development rate similar to that of the SCNT-FOC group by increasing the blastocyst development efficiency, which could not be overcome only by injection of Kdm4a mRNA into the SCNT-CROC group.

5-2. 멜라토닌 처리에 따른 DNA 단편화 확인5-2. Confirmation of DNA fragmentation following melatonin treatment

상기 실시예 5-1의 그룹에서 멜라토닌 처리 여부에 따른 배반포에서의 DNA 단편화 수준을 TUNEL 염색법(in situ Cell Death Detection Kit, Roche, Indianapolis, IN)을 사용하여 검출하였다. SCNT-유래 배반포를 DPBS 0.1% PVA에서 3회 세척하였다. 배아를 TUNEL 반응 배지에서 37℃, 어두운 조건에서 1시간 동안 인큐베이션 하였다. 1㎍/㎖ Hoechst 33342 (Bis-benzimide, Sigma)로 염색한 DNA를 핵 역-염색(nuclear counter-staining)을 위해 사용하였다. 배아의 신호를 공초점 현미경(confocal microscope) (Zeiss, LSM880)으로 관찰하였다. In the group of Example 5-1, the level of DNA fragmentation in the blastocyst according to whether or not melatonin was treated was detected using the TUNEL staining method (in situ Cell Death Detection Kit, Roche, Indianapolis, IN). SCNT-derived blastocysts were washed three times in DPBS 0.1% PVA. Embryos were incubated in TUNEL reaction medium at 37° C. under dark conditions for 1 hour. DNA stained with 1 μg/ml Hoechst 33342 (Bis-benzimide, Sigma) was used for nuclear counter-staining. The signals of the embryos were observed with a confocal microscope (Zeiss, LSM880).

그 결과, 멜라토닌을 처리하면 SCNT-CROC 그룹의 배반포에서 TUNEL 양성 세포 수가 감소하는 것을 확인 할 수 있었다(도 4a). TUNEL 양성 배아의 전체 비율은 멜라토닌 비처리 그룹(SCNT-CROC 및 SCNT-CROC+K)에 비해 멜라토닌 처리 그룹(SCNT-CROC+K+M)에서 현저하게 감소하였다(7.8% vs. 54.3% 및 24.1%)(p<0.05; 도 4b). As a result, it was confirmed that the number of TUNEL-positive cells in the blastocyst of the SCNT-CROC group decreased when melatonin was treated (FIG. 4a). The overall proportion of TUNEL-positive embryos was significantly reduced (7.8% vs. 54.3% and 24.1) in the melatonin-treated group (SCNT-CROC+K+M) compared to the non-melatonin-treated group (SCNT-CROC and SCNT-CROC+K). %) (p<0.05; Figure 4b).

5-3. 멜라토닌 처리에 따른 배아의 활성산소 생성에 미치는 영향5-3. Effects of melatonin treatment on the production of free radicals in embryos

상기 실시예 5-1의 그룹에서 멜라토닌 처리 여부에 따른 배반포의 활성산소에 미치는 영향을 확인하였다. 구체적으로, SCNT-CROC+K 그룹에서, 상실배 또는 배반포 단계의 배아를 멜라토닌과 함께 또는 멜라토닌 없이 처리하고, 30분 동안 5 μM CellROX 산화스트레스 시약(Molecular Probes, Eugene, OR)을 함유하는 배양 배지에서 배양한 후, 0.1% 폴리비닐알코올(PVA)-D-PBS로 처리하였다. 배아를 형광 공초점 현미경(Zeiss, LSM880)으로 관찰하였다. ImageJ 소프트웨어를 사용하여 기록된 형광 강도를 분석하였다. 다른 배아의 세포질 영역으로부터 일정한 영역 내에서 배아의 형광 픽셀 값을 측정하였다. 그룹 간의 통계학적으로 유의한 차이를 분석하기 전에, 최종 값에서 배경 형광 값을 제외하였다. 각 복제물(replicate)에서 5~10개의 배아를 3회 복제하여 실험하였다.In the group of Example 5-1, the effect of melatonin treatment on active oxygen in blastocysts was confirmed. Specifically, in the SCNT-CROC+K group, embryos at morula or blastocyst stage were treated with or without melatonin, and culture medium containing 5 μM CellROX Oxidative Stress Reagent (Molecular Probes, Eugene, OR) for 30 min. After incubation in 0.1% polyvinyl alcohol (PVA)-D-PBS was treated. Embryos were observed under a fluorescence confocal microscope (Zeiss, LSM880). The recorded fluorescence intensity was analyzed using ImageJ software. Fluorescent pixel values of embryos were measured within a certain region from the cytoplasmic region of other embryos. Before analyzing statistically significant differences between groups, background fluorescence values were excluded from the final values. Experiments were performed with 3 replicates of 5 to 10 embryos in each replicate.

그 결과, 멜라토닌의 처리는 상실배의 활성산소 수준을 유의적으로 감소시키는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 세포사멸이 일어난 부분의 형광 염색(세포사멸; 녹색, 핵; 푸른색으로 염색)을 통하여 멜라토닌의 처리가 배반포의 질적 측면에 미치는 효과를 조사한 결과, 보라색으로 염색된 세포사멸 수가 현저히 감소한 것으로 보여, 세포사멸 비율도 유의적으로 감소한 것을 확인할 수 있었다(도 5a). 또한, 상실배에서의 활성산소 수준은 SCNT-CROC+K 그룹과 비교하여 SCNT-CROC 그룹에서 유의적으로 낮은 것을 확인할 수 있었다(도 5b). 즉, 멜라토닌의 처리는 세포사멸, 퍼옥시좀 및 산화적 인산화와 같은 세포사멸 경로를 개선하는 바, 질적으로 향상된 배반포를 수득할 수 있다.As a result, it was confirmed that the treatment of melatonin significantly reduced the level of active oxygen in the morula. In addition, as a result of examining the effect of melatonin treatment on the qualitative aspect of blastocysts through fluorescent staining (cell death; green, nuclear; blue staining) of the part where apoptosis occurred, the number of apoptosis stained with purple was significantly reduced. , it was confirmed that the apoptosis rate was also significantly reduced (FIG. 5a). In addition, it was confirmed that the level of reactive oxygen species in the morula was significantly lower in the SCNT-CROC group compared to the SCNT-CROC + K group (FIG. 5b). That is, the treatment of melatonin improves apoptosis pathways such as apoptosis, peroxisomal and oxidative phosphorylation, and thus a qualitatively improved blastocyst can be obtained.

5-4. 멜라토닌 처리에 따른 배반포의 전사에 미치는 영향 확인5-4. Confirmation of effect on transcription of blastocyst according to melatonin treatment

어떤 유전자가 멜라토닌에 의해 조절되는지를 확인하기 위해, 상기 실시예 5-1의 멜라토닌 처리 그룹과 비처리 그룹 모두에서 2-세포 배아 및 배반포(샘플당 50 배아 또는 배반포, 2회 반복)의 전사체를 분석하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. To determine which genes are regulated by melatonin, transcripts of 2-cell embryos and blastocysts (50 embryos or blastocysts per sample, replicates twice) in both the melatonin-treated and untreated groups of Example 5-1 was analyzed, and the results are shown in Table 3 below.

관련된 기능Related features 유전자 상징genetic symbol 유전자 IDgene ID 유전자 이름gene name 조절control 세포 생존 및cell survival and
조직 재생tissue regeneration
Deaf1Deaf1 NM_001282072.1 NM_001282072.1 DEAF1, transcription factorDEAF1, transcription factor 상항top
FxnFxn NM_008044.2NM_008044.2 frataxinfrataxin 상향lift PpanPpan NM_145610.2NM_145610.2 peter pan homologpeter pan homolog 상향lift Rab10osRab10os NR_015551.1NR_015551.1 RAB10, member RAS oncogene family, opposite strand RAB10, member RAS oncogene family, opposite strand 상향lift Sprr2dSprr2d NM_011470.2NM_011470.2 small proline-rich protein 2Dsmall proline-rich protein 2D 상향lift Stag3Stag3 NM_016964.2NM_016964.2 stromal antigen 3stromal antigen 3 상향lift Tsen15Tsen15 NM_025677.3NM_025677.3 tRNA splicing endonuclease subunit 15tRNA splicing endonuclease subunit 15 상향lift Zfp335Zfp335 NM_199027.2NM_199027.2 zinc finger protein 335zinc finger protein 335 상향lift AdmAdm NM_009627.2NM_009627.2 adrenomedullinadrenomedullin 하향downward Zfp54Zfp54 NM_011760.2NM_011760.2 zinc finger protein 54zinc finger protein 54 하향downward Zscan4fZscan4f NM_001110316.2NM_001110316.2 zinc finger and SCAN domain containing 4Fzinc finger and SCAN domain containing 4F 하향downward 항산화, 염증antioxidant, inflammation
및 세포사멸and apoptosis
Ctssctss NM_001267695.2 NM_001267695.2 cathepsin Scathepsin S 상향lift
Dffadffa NM_001025296.2 NM_001025296.2 DNA fragmentation factor, alpha subunitDNA fragmentation factor, alpha subunit 상향lift 산화 스트레스oxidative stress Eif3fEif3f NM_025344.2NM_025344.2 eukaryotic translation initiation factor 3, subunit Feukaryotic translation initiation factor 3, subunit F 상향lift Hacl1Hacl1 NM_019975.3NM_019975.3 2-hydroxyacyl-CoA lyase 12-hydroxyacyl-CoA lyase 1 상향lift Hspbp1Hspbp1 NM_001360629.1NM_001360629.1 HSPA (heat shock 70kDa) binding protein, cytoplasmic cochaperone 1HSPA (heat shock 70kDa) binding protein, cytoplasmic cochaperone 1 상향lift Mob2Mob2 NM_001347560.1NM_001347560.1 MOB kinase activator 2 MOB kinase activator 2 상향lift Mrpl23Mrpl23 NM_011288.1NM_011288.1 mitochondrial ribosomal protein L23mitochondrial ribosomal protein L23 상향lift Mrpl33Mrpl33 NM_025796.3NM_025796.3 mitochondrial ribosomal protein L33mitochondrial ribosomal protein L33 상향lift Pmvkpmvk NM_001310640.1NM_001310640.1 phosphomevalonate kinasephosphomevalonate kinase 상향lift Slc4a11Slc4a11 NM_001081162.1NM_001081162.1 solute carrier family 4, sodium bicarbonate transporter-like, member 11 solute carrier family 4, sodium bicarbonate transporter-like, member 11 상향lift Wbscr22Wbscr22 NM_001202560.2NM_001202560.2 BUD23, rRNA methyltransferase and ribosome maturation factorBUD23, rRNA methyltransferase and ribosome maturation factor 상향lift 세포사cell death /재생/play Ctsdctsd NM_009983.3NM_009983.3 cathepsin Dcathepsin D 상향lift Ifi27Ifi27 NM_001364173.1NM_001364173.1 interferon, alpha-inducible protein 27interferon, alpha-inducible protein 27 상향lift Mettl13Mettl13 NM_144877.1NM_144877.1 methyltransferase like 13methyltransferase like 13 상향lift Nck1Nck1 NM_001324530.1NM_001324530.1 non-catalytic region of tyrosine kinase adaptor protein 1non-catalytic region of tyrosine kinase adapter protein 1 상향lift NmiNmi NM_001141948.1NM_001141948.1 N-myc (and STAT) interactorN-myc (and STAT) interactor 상향lift Atp6v0cATP6v0c NM_001361531.1NM_001361531.1 ATPase, H+ transporting, lysosomal V0 subunit CATPase, H+ transporting, lysosomal V0 subunit C 하향downward Cd52CD52 NM_013706.2NM_013706.2 CD52 antigenCD52 antigen 하향downward Dapk2Dapk2 NM_010019.3NM_010019.3 death-associated protein kinase 2death-associated protein kinase 2 하향downward Ddit4lDdit4l NM_030143.4NM_030143.4 DNA-damage-inducible transcript 4-like DNA-damage-inducible transcript 4-like 하향downward Duoxa2Duoxa2 NM_025777.2NM_025777.2 dual oxidase maturation factor 2dual oxidase maturation factor 2 하향downward NfkbiaNfkbia NM_010907.2 NM_010907.2 nuclear factor of kappa light polypeptide gene enhancer in B cells inhibitor, alphanuclear factor of kappa light polypeptide gene enhancer in B cells inhibitor, alpha 하향downward Ptgdsptgds NM_008963.2NM_008963.2 prostaglandin D2 synthase (brain)prostaglandin D2 synthase (brain) 하향downward Rdh12Rdh12 NM_001313971.1NM_001313971.1 retinol dehydrogenase 12retinol dehydrogenase 12 하향downward Rnd3Rnd3 NM_028810.2NM_028810.2 Rho family GTPase 3Rho family GTPase 3 하향downward 세포 및 종양 증식Cell and tumor proliferation AY074887AY074887 NM_145229.2NM_145229.2 cDNA sequence AY074887cDNA sequence AY074887 상향lift Cdca2Cdca2 NM_001110162.1NM_001110162.1 cell division cycle associated 2cell division cycle associated 2 상향lift Dnph1Dnph1 NM_207161.3NM_207161.3 2'-deoxynucleoside 5'-phosphate N-hydrolase 12'-deoxynucleoside 5'-phosphate N-hydrolase 1 상향lift Eif3dEif3d NM_018749.2NM_018749.2 eukaryotic translation initiation factor 3, subunit Deukaryotic translation initiation factor 3, subunit D 상향lift Eif3eEif3e NM_008388.2 NM_008388.2 eukaryotic translation initiation factor 3, subunit Eeukaryotic translation initiation factor 3, subunit E 상향lift Gtf2h2gtf2h2 NM_001360706.1NM_001360706.1 general transcription factor II H, polypeptide 2general transcription factor II H, polypeptide 2 상향lift NeflNefl NM_010910.2NM_010910.2 neurofilament, light polypeptideneurofilament, light polypeptide 상향lift RecqlRecql NM_001204906.1NM_001204906.1 RecQ protein-likeRecQ protein-like 상향lift Snhg7Snhg7 NR_024068.2NR_024068.2 small nucleolar RNA host gene 7small nucleolar RNA host gene 7 상향lift Ccne2Ccne2 NM_001037134.2NM_001037134.2 cyclin E2cyclin E2 하향downward Ly6aLy6a NM_001271416.1NM_001271416.1 lymphocyte antigen 6 complex, locus Alymphocyte antigen 6 complex, locus A 하향downward 면역 반응immune response Ccdc86ccdc86 NM_023731.3NM_023731.3 coiled-coil domain containing 86coiled-coil domain containing 86 상향lift Commd4Commd4 NM_025417.2NM_025417.2 COMM domain containing 4COMM domain containing 4 상향lift Il17raIl17ra NM_008359.2NM_008359.2 interleukin 17 receptor Ainterleukin 17 receptor A 상향lift Lat2Lat2 NM_020044.3NM_020044.3 linker for activation of T cells family, member 2 linker for activation of T cells family, member 2 상향lift Cstbcstb NM_007793.3NM_007793.3 cystatin Bcystatin B 하향downward QpctQpct NM_001316729.1NM_001316729.1 glutaminyl-peptide cyclotransferase (glutaminyl cyclase)glutaminyl-peptide cyclotransferase (glutaminyl cyclase) 하향downward 기타etc Arfgap2Arfgap2 NM_001166024.1NM_001166024.1 ADP-ribosylation factor GTPase activating protein 2ADP-ribosylation factor GTPase activating protein 2 상향lift Bcdin3dbcdin3d NM_029236.2NM_029236.2 BCDIN3 domain containingBCDIN3 domain containing 상향lift CenplCenpl NM_001127181.2NM_001127181.2 centromere protein Lcentromere protein L 상향lift Cep63Cep63 NM_001081122.1NM_001081122.1 centrosomal protein 63centrosomal protein 63 상향lift ClppClpp NM_017393.2NM_017393.2 caseinolytic mitochondrial matrix peptidase proteolytic subunitcaseinolytic mitochondrial matrix peptidase proteolytic subunit 상향lift Cmtm7cmtm7 NM_001252479.1NM_001252479.1 CKLF-like MARVEL transmembrane domain containing 7CKLF-like MARVEL transmembrane domain containing 7 상향lift Cox17Cox17 NM_001017429.2NM_001017429.2 cytochrome c oxidase assembly protein 17, copper chaperonecytochrome c oxidase assembly protein 17, copper chaperone 상향lift DbnlDbnl NM_001146308.1 NM_001146308.1 drebrin-like drebrin-like 상향lift Defb22Defb22 NM_001002791.2NM_001002791.2 defensin beta 22defensin beta 22 상향lift Dnaaf1DNAf1 NM_026648.4 NM_026648.4 dynein, axonemal assembly factor 1dynein, axonemal assembly factor 1 상향lift Dph2Dph2 NM_026344.3NM_026344.3 DPH2 homolog DPH2 homolog 상향lift Elmod3Elmod3 NM_001253692.1NM_001253692.1 ELMO/CED-12 domain containing 3ELMO/CED-12 domain containing 3 상향lift Gtsf1lgtsf1l NM_026630.2NM_026630.2 gametocyte specific factor 1-likegametocyte specific factor 1-like 상향lift Hint3Hint3 NM_025798.3NM_025798.3 histidine triad nucleotide binding protein 3histidine triad nucleotide binding protein 3 상향lift Ltc4sltc4s NM_001313968.1NM_001313968.1 leukotriene C4 synthaseleukotriene C4 synthase 상향lift Ltn1Ltn1 NM_001081068.1NM_001081068.1 listerin E3 ubiquitin protein ligase 1listerin E3 ubiquitin protein ligase 1 상향lift Mars2Mars2 NM_175439.3NM_175439.3 methionine-tRNA synthetase 2 (mitochondrial)methionine-tRNA synthetase 2 (mitochondrial) 상향lift Meig1Meig1 NM_001355205.1NM_001355205.1 meiosis expressed gene 1meiosis expressed gene 1 상향lift Mppe1mppe1 NM_001357518.1NM_001357518.1 metallophosphoesterase 1metallophosphoesterase 1 상향lift Mvb12aMvb12a NM_028617.2NM_028617.2 multivesicular body subunit 12Amultivesicular body subunit 12A 상향lift Mvdmvd NM_138656.2NM_138656.2 mevalonate (diphospho) decarboxylasemevalonate (diphospho) decarboxylase 상향lift Ndufs7Ndufs7 NM_001364694.1NM_001364694.1 NADH:ubiquinone oxidoreductase core subunit S7NADH:ubiquinone oxidoreductase core subunit S7 상향lift Nt5cnt5c NM_015807.1NM_015807.1 5',3'-nucleotidase, cytosolic5',3'-nucleotidase, cytosolic 상향lift Oxa1lOxa1l NM_026936.3NM_026936.3 oxidase assembly 1-likeoxidase assembly 1-like 상향lift Pet100Pet100 NM_001195244.1NM_001195244.1 PET100 homologPET100 homolog 상향lift Psmd13psmd13 NM_011875.4NM_011875.4 proteasome (prosome, macropain) 26S subunit, non-ATPase, 13proteasome (prosome, macropain) 26S subunit, non-ATPase, 13 상향lift Psmg3Psmg3 NM_001356963.1NM_001356963.1 proteasome (prosome, macropain) assembly chaperone 3proteasome (prosome, macropain) assembly chaperone 3 상향lift Ptpn18ptpn18 NM_011206.2NM_011206.2 protein tyrosine phosphatase, non-receptor type 18 protein tyrosine phosphatase, non-receptor type 18 상향lift Pxmp4Pxmp4 NM_021534.3NM_021534.3 peroxisomal membrane protein 4peroxisomal membrane protein 4 상향lift Slc35f5Slc35f5 NM_001356294.1NM_001356294.1 solute carrier family 35, member F5solute carrier family 35, member F5 상향lift SlnSln NM_025540.2NM_025540.2 sarcolipinsarcolipin 상향lift Srp68Srp68 NM_146032.3NM_146032.3 signal recognition particle 68signal recognition particle 68 상향lift Surf2Surf2 NM_013678.2 NM_013678.2 surfeit gene 2surfeit gene 2 상향lift Tagap1Tagap1 NM_147155.2NM_147155.2 T cell activation GTPase activating protein 1T cell activation GTPase activating protein 1 상향lift Tbccd1Tbccd1 NM_001081368.2NM_001081368.2 TBCC domain containing 1TBCC domain containing 1 상향lift Tead4Tead4 NM_001080979.1NM_001080979.1 TEA domain family member 4TEA domain family member 4 상향lift Tmem126bTmem126b NM_026734.1NM_026734.1 transmembrane protein 126Btransmembrane protein 126B 상향lift Tmem205Tmem205 NM_001253867.1NM_001253867.1 transmembrane protein 205transmembrane protein 205 상향lift Tor1bTor1b NM_133673.3NM_133673.3 torsin family 1, member Btorsin family 1, member B 상향lift Trmt61aTrmt61a NM_001099792.1NM_001099792.1 tRNA methyltransferase 61AtRNA methyltransferase 61A 상향lift WrbWrb NM_207301.3NM_207301.3 tryptophan rich basic proteintryptophan rich basic protein 상향lift Ythdf1Ythdf1 NM_173761.3NM_173761.3 YTH domain family 1YTH domain family 1 상향lift Zfp42Zfp42 NM_009556.3NM_009556.3 zinc finger protein 42zinc finger protein 42 상향lift Lhfpl1Lhfpl1 NM_178358.3 NM_178358.3 lipoma HMGIC fusion partner-like 1lipoma HMGIC fusion partner-like 1 하향downward Lin7bLin7b NM_011698.1NM_011698.1 lin-7 homolog B (C. elegans)lin-7 homolog B (C. elegans) 하향downward Mid1ip1Mid1ip1 NM_001166635.1NM_001166635.1 Mid1 interacting protein 1 (gastrulation specific G12-like (zebrafish))

Mid1 interacting protein 1 (gastrulation specific G12-like (zebrafish))

하향downward
Smco2smco2 NM_027059.1NM_027059.1 single-pass membrane protein with coiled-coil domains 2single-pass membrane protein with coiled-coil domains 2 하향downward Tmem263Tmem263 NM_001013028.2NM_001013028.2 transmembrane protein 263transmembrane protein 263 하향downward Tuba4aTuba4a NM_001313723.1NM_001313723.1 tubulin, alpha 4Atubulin, alpha 4A 하향downward Zscan4cZscan4c NM_001013765.2NM_001013765.2 zinc finger and SCAN domain containing 4C zinc finger and SCAN domain containing 4C 하향downward Zscan4dZscan4d NM_001100186.1NM_001100186.1 zinc finger and SCAN domain containing 4Dzinc finger and SCAN domain containing 4D 하향downward 알려지지 않음unknown 0610040B10Rik0610040B10Rik NR_027874.1NR_027874.1 RIKEN cDNA 0610040B10 geneRIKEN cDNA 0610040B10 gene 상향lift 1110007C09Rik1110007C09Rik NM_026738.2NM_026738.2 caspase recruitment domain family, member 19caspase recruitment domain family, member 19 상향lift 1190002F15Rik1190002F15Rik NR_037955.1NR_037955.1 lncRNA downstream of Cdkn1blncRNA downstream of Cdkn1b 상향lift 1700124L16Rik1700124L16Rik NR_105027.1NR_105027.1 RIKEN cDNA 1700124L16 geneRIKEN cDNA 1700124L16 gene 상향lift 1810063I02Rik1810063I02Rik NR_130986.1NR_130986.1 RIKEN cDNA 1810063I02 geneRIKEN cDNA 1810063I02 gene 상향lift 2010204K13Rik2010204K13Rik NR_027924.1NR_027924.1 RIKEN cDNA 2010204K13 geneRIKEN cDNA 2010204K13 gene 상향lift 2010320M18Rik2010320M18Rik NR_029440.1NR_029440.1 RIKEN cDNA 2010320M18 geneRIKEN cDNA 2010320M18 gene 상향lift 2900076A07Rik2900076A07Rik NR_045299.1NR_045299.1 RIKEN cDNA 2900076A07 geneRIKEN cDNA 2900076A07 gene 상향lift 4930444P10Rik4930444P10Rik NM_001243238.2NM_001243238.2 RIKEN cDNA 4930444P10 geneRIKEN cDNA 4930444P10 gene 상향lift 5830454E08Rik5830454E08Rik NR_073359.1NR_073359.1 RIKEN cDNA 5830454E08 geneRIKEN cDNA 5830454E08 gene 상향lift Armc12Armc12 NM_026290.3NM_026290.3 armadillo repeat containing 12armadillo repeat containing 12 상향lift C130036L24RikC130036L24Rik NR_015507.2NR_015507.2 RIKEN cDNA C130036L24 geneRIKEN cDNA C130036L24 gene 상향lift Ccdc59ccdc59 NM_025602.3NM_025602.3 coiled-coil domain containing 59coiled-coil domain containing 59 상향lift Commd8Commd8 NM_001356611.1 NM_001356611.1 COMM domain containing 8COMM domain containing 8 상향lift 2010204K13Rik2010204K13Rik NR_027924.1NR_027924.1 RIKEN cDNA 2010204K13 geneRIKEN cDNA 2010204K13 gene 상향lift Gm12238GM12238 NR_028480.1NR_028480.1 predicted gene 12238predicted gene 12238 상향lift Gm15008GM15008 NR_045917.1NR_045917.1 predicted gene 15008predicted gene 15008 상향lift Gm16023GM16023 NR_040441.1NR_040441.1 predicted gene 16023predicted gene 16023 상향lift H2-T9H2-T9 NM_010399.2 NM_010399.2 histocompatibility 2, T region locus 9histocompatibility 2, T region locus 9 상향lift I730030J21RikI730030J21Rik NR_045781.1NR_045781.1 RIKEN cDNA I730030J21 geneRIKEN cDNA I730030J21 gene 상향lift Kbtbd3Kbtbd3 NM_001164574.1NM_001164574.1 kelch repeat and BTB (POZ) domain containing 3kelch repeat and BTB (POZ) domain containing 3 상향lift LOC100504703LOC100504703 NR_040660.1NR_040660.1 RIKEN cDNA A730063M14 geneRIKEN cDNA A730063M14 gene 상향lift Mir8112Mir8112 NR_106192.1NR_106192.1 microRNA 8112microRNA 8112 상향lift Mrpl52Mrpl52 NM_026851.2NM_026851.2 mitochondrial ribosomal protein L52mitochondrial ribosomal protein L52 상향lift Ndufc1Ndufc1 NM_025523.1NM_025523.1 NADH:ubiquinone oxidoreductase subunit C1NADH:ubiquinone oxidoreductase subunit C1 상향lift Olfr649Olfr649 NM_147055.1NM_147055.1 olfactory receptor 649olfactory receptor 649 상향lift R3hcc1R3hcc1 NM_001146012.2NM_001146012.2 R3H domain and coiled-coil containing 1R3H domain and coiled-coil containing 1 상향lift Snora33Snora33 NR_037680.1NR_037680.1 small nucleolar RNA, H/ACA box 33small nucleolar RNA, H/ACA box 33 상향lift Snora70Snora70 NR_002899.1NR_002899.1 small nucleolar RNA, H/ACA box 70small nucleolar RNA, H/ACA box 70 상향lift Snord15aSnord15a NR_002172.1NR_002172.1 small nucleolar RNA, C/D box 15Asmall nucleolar RNA, C/D box 15A 상향lift Snord15bSnord15b NR_002173.1NR_002173.1 small nucleolar RNA, C/D box 14Bsmall nucleolar RNA, C/D box 14B 상향lift Zfp868Zfp868 XM_011242291.2XM_011242291.2 zinc finger protein 868zinc finger protein 868 상향lift 1700061F12Rik1700061F12Rik NR_038180.1NR_038180.1 RIKEN cDNA 1700061F12 geneRIKEN cDNA 1700061F12 gene 하향downward 2700069I18Rik2700069I18Rik NR_045905.2NR_045905.2 RIKEN cDNA 2700069I18 geneRIKEN cDNA 2700069I18 gene 하향downward 4933430M04Rik4933430M04Rik NR_045857.2NR_045857.2 RIKEN cDNA 4933430M04 geneRIKEN cDNA 4933430M04 gene 하향downward BB287469BB287469 NM_001177573.1NM_001177573.1 expressed sequence BB287469expressed sequence BB287469 하향downward Eif3j1Eif3j1 NM_144545.4NM_144545.4 eukaryotic translation initiation factor 3, subunit J1eukaryotic translation initiation factor 3, subunit J1 하향downward Gm11487GM11487 NM_001013393.1NM_001013393.1 predicted gene 11487predicted gene 11487 하향downward Gm13078GM13078 NM_001085412.2 NM_001085412.2 predicted gene 13078predicted gene 13078 하향downward Gm13083GM13083 NM_001126324.1NM_001126324.1 predicted gene 13083predicted gene 13083 하향downward Gm13152GM13152 NM_001039209.2NM_001039209.2 zinc finger protein 982zinc finger protein 982 하향downward Gm13242GM13242 NM_001103158.2NM_001103158.2 zinc finger protein 980zinc finger protein 980 하향downward Gm2016GM2016 NM_001122662.1NM_001122662.1 predicted gene 2016predicted gene 2016 하향downward Gm2022GM2022 NM_001177574.1NM_001177574.1 predicted pseudogene 2022predicted pseudogene 2022 하향downward Gm21319Gm21319 NM_001270722.1NM_001270722.1 predicted gene, 21319predicted gene, 21319 하향downward Gm4027GM4027 NM_001177564.1NM_001177564.1 predicted gene 4027predicted gene 4027 하향downward Gm428Gm428 NM_001081644.1NM_001081644.1 predicted gene 428predicted gene 428 하향downward Gm5039GM5039 NR_003647.2NR_003647.2 predicted gene 5039predicted gene 5039 하향downward Gm5662GM5662 NM_001013824.3NM_001013824.3 predicted gene 5662predicted gene 5662 하향downward Gm5868GM5868 NM_001024147.2NM_001024147.2 predicted gene 5868predicted gene 5868 하향downward Gm8300GM8300 NM_001177565.1NM_001177565.1 predicted gene 8300predicted gene 8300 하향downward Gm8764Gm8764 NM_001270900.1NM_001270900.1 predicted gene 8764predicted gene 8764 하향downward Gm8994GM8994 NM_001142734.1NM_001142734.1 predicted gene 8994predicted gene 8994 하향downward Mir6340Mir6340 NR_105758.1NR_105758.1 microRNA 6340microRNA 6340 하향

downward

Nudt22Nudt22 NM_026675.2NM_026675.2 nudix (nucleoside diphosphate linked moiety X)-type motif 22 nudix (nucleoside diphosphate linked moiety X)-type motif 22 하향downward Olfr1463Olfr1463 NM_001011840.1NM_001011840.1 olfactory receptor 1463olfactory receptor 1463 하향downward Olfr376Olfr376 NM_001172686.1NM_001172686.1 olfactory receptor 376olfactory receptor 376 하향downward Olfr450Olfr450 NM_146445.1NM_146445.1 olfactory receptor 450olfactory receptor 450 하향downward Olfr815Olfr815 NM_146670.1NM_146670.1 olfactory receptor 815olfactory receptor 815 하향downward Pramef6Pramef6 NM_001085414.2NM_001085414.2 PRAME family member 6PRAME family member 6 하향downward Rnase6Rnase6 NM_001360117.1NM_001360117.1 ribonuclease, RNase A family, 6ribonuclease, RNase A family, 6 하향downward Snora52Snora52 NR_034049.2NR_034049.2 small nucleolar RNA, H/ACA box 52small nucleolar RNA, H/ACA box 52 하향downward Snora64Snora64 NR_002897.1NR_002897.1 small nucleolar RNA, H/ACA box 64small nucleolar RNA, H/ACA box 64 하향downward Snora74aSnora74a NR_002905.3NR_002905.3 small nucleolar RNA, H/ACA box 74Asmall nucleolar RNA, H/ACA box 74A 하향downward Snord22Snord22 NR_004445.1NR_004445.1 small nucleolar RNA, C/D box 22small nucleolar RNA, C/D box 22 하향downward Tdpoz3Tdpoz3 NM_207271.2 NM_207271.2 TD and POZ domain containing 3TD and POZ domain containing 3 하향downward Tmem182Tmem182 NM_001081198.1NM_001081198.1 transmembrane protein 182transmembrane protein 182 하향downward Usp17laUsp17la NM_007887.2NM_007887.2 ubiquitin specific peptidase 17-like Aubiquitin specific peptidase 17-like A 하향downward Usp17lbusp17lb NM_001358922.1NM_001358922.1 ubiquitin specific peptidase 17-like Bubiquitin specific peptidase 17-like B 하향downward Usp17ldusp17ld NM_001001559.2NM_001001559.2 ubiquitin specific peptidase 17-like Dubiquitin specific peptidase 17-like D 하향downward Usp17leUsp17le NM_001256973.1NM_001256973.1 ubiquitin specific peptidase 17-like Eubiquitin specific peptidase 17-like E 하향downward Zscan4aZscan4a NR_033707.1NR_033707.1 zinc finger and SCAN domain containing 4Azinc finger and SCAN domain containing 4A 하향downward

그 결과, 2-세포 배아의 경우, 175개의 유전자가 fold change>2 및 FPKM>5에서 차별적으로 발현되는 것으로 나타났다(표 3). 특히, 멜라토닌 비처리 그룹(SCNT-CROC+K)에 비해 멜라토닌 처리 그룹(SCNT-CROC+K+M)에서 111개의 유전자가 상향 조절 되었다. 특히, 세포 생존 및 조직 재생에 관여하는 Amd1, Fam46C, Oxt ,Ppt2가 멜라토닌 처리 그룹(SCNT-CROC+K+M)의 2-세포 배아에서 상향 조절되었다. 또한, 항산화 기능, 염증 및 세포사멸과 관련이 있는 Ctss , Dffa , Eif3f , Hacl1, Hspbp1 , Mob2 , Mrpl23 , Mrpl33 , Pmvk , Slc4a11 Wbscr22가 높은 수준으로 상향 조절되었다. 반면, 세포사(cell death) 및 퇴행-관련 유전자(Atp6v0c , Cd52 , Dapk2, Ddit4l , Duoxa2 , Nfkbia , Ptgds , Rdh12 Rnd3)의 발현은 SCNT-CROC+K+M)의 2-세포 배아에서 하향 조절되었다. As a result, in the case of 2-cell embryos, 175 genes were differentially expressed in fold change>2 and FPKM>5 (Table 3). In particular, 111 genes were upregulated in the melatonin-treated group (SCNT-CROC+K+M) compared to the non-melatonin-treated group (SCNT-CROC+K). In particular, Amd1 , Fam46C , Oxt , and Ppt2 involved in cell survival and tissue regeneration were upregulated in 2-cell embryos of the melatonin-treated group (SCNT-CROC+K+M). In addition, Ctss , Dffa , Eif3f , Hacl1 , Hspbp1 , Mob2 , Mrpl23 , Mrpl33 , Pmvk , Slc4a11 have been implicated in antioxidant function, inflammation and apoptosis. and Wbscr22 was upregulated to high levels. On the other hand, cell death and degeneration-related genes ( Atp6v0c , Cd52 , Dapk2 , Ddit4l , Duoxa2 , Nfkbia , Ptgds , Rdh12 ) and Rnd3 ) were down-regulated in 2-cell embryos of SCNT-CROC+K+M).

배반포의 경우, 81개의 유전자가 fold change>2 및 FPKM>5에서 차별적으로 발현되는 것으로 나타났다(표 S2). 특히, 멜라토닌 비처리 그룹(SCNT-CROC+K)에 비해 멜라토닌 처리 그룹(SCNT-CROC+K+M)에서, 20개의 유전자가 상향 조절 되었다. 세포 생존 및 조직 재생과 관련이 있는 Amd1, Fam46C, Oxt , Ppt2은 멜라토닌 처리 그룹의 배반포에서 발현이 상향 조절되었다. 특히, 항산화 기능, 염증 및 세포사멸과 관련된 Gulo Txnip의 발현이 상항 조절되었다. 반면, 산화 스트레스와 관련이 있는 유전자(Adh1, Car2, Gsta3, Gstm2, Mb, Phlda2 ,S100a1) 및 세포사 및 퇴행-관련 유전자(Akr1c13, Amd2, Clu, Hist1h3a, Hspb1, Il1rn ,Nat8)는 멜라토닌 처리 그룹(SCNT-CROC+K+M)의 배반포에서 하향 조절되었다. 또한, 세포 및 종양 증식 관련 유전자(Efemp1, Glipr1 , Lgals4, Plac1, Snora15, Snora 21, Snora 34,Anxa1)의 발현 수준은 감소한 것으로 나타났다. 또한, 면역 반응과 관련된 일부 유전자(Clec2f, Hrsp12 ,Plat)는 멜라토닌 처리 그룹(SCNT-CROC+K+M)에서 하향 조절되는 것으로 나타났다(표 4).In the case of blastocysts, 81 genes were differentially expressed in fold change>2 and FPKM>5 (Table S2). In particular, 20 genes were upregulated in the melatonin-treated group (SCNT-CROC+K+M) compared to the non-melatonin-treated group (SCNT-CROC+K). Amd1 , Fam46C , Oxt , and Ppt2 , which are associated with cell survival and tissue regeneration, were upregulated in expression in blastocysts of the melatonin-treated group. In particular, Gulo is associated with antioxidant function, inflammation and apoptosis. and Txnip expression was upregulated. On the other hand, genes associated with oxidative stress ( Adh1 , Car2 , Gsta3 , Gstm2 , Mb , Phlda2 , and S100a1 ) and cell death and degeneration-related genes ( Akr1c13 , Amd2 , Clu , Hist1h3a , Hspb1 , Il1rn , and Nat8 ) are It was down-regulated in blastocysts of the treatment group (SCNT-CROC+K+M). In addition, the expression levels of cellular and tumor proliferation-related genes ( Efemp1 , Glipr1 , Lgals4 , Plac1 , Snora15 , Snora 21 , Snora 34 , and Anxa1 ) were decreased. In addition, some genes involved in the immune response ( Clec2f , Hrsp12 , and Plat ) were shown to be down-regulated in the melatonin-treated group (SCNT-CROC+K+M) (Table 4).

관련된 기능Related features 유전자 상징genetic symbol 유전자 IDgene ID 유전자 이름gene name 조절control 세포 생존 및cell survival and
조직 재생tissue regeneration
Amd1Amd1 NM_009665.5NM_009665.5 S-adenosylmethionine decarboxylase 1S-adenosylmethionine decarboxylase 1 상향lift
Fam46CFam46C NM_001142952.1NM_001142952.1 family with sequence similarity 46, member Cfamily with sequence similarity 46, member C 상향lift OxtOxt NM_011025.4NM_011025.4 oxytocinoxytocin 상향lift Ppt2ppt2 NM_001302393.1NM_001302393.1 palmitoyl-protein thioesterase 2palmitoyl-protein thioesterase 2 상향lift 항산화, 염증antioxidant, inflammation
및 세포사멸and apoptosis
GuloGulo NM_178747.3NM_178747.3 gulonolactone (L-) oxidasegulonolactone (L-) oxidase 상향lift
TxnipTxnip NM_001009935.2NM_001009935.2 thioredoxin interacting proteinthioredoxin interacting protein 하향downward 산화 스트레스oxidative stress Adh1Adh1 NM_007409.2NM_007409.2 alcohol dehydrogenase 1alcohol dehydrogenase 1 하향downward Car2Car2 NM_001357334.1NM_001357334.1 carbonic anhydrase 2carbonic anhydrase 2 하향downward Gsta3Gsta3 NM_001077353.2NM_001077353.2 glutathione S-transferase, alpha 3glutathione S-transferase, alpha 3 하향downward Gstm2gstm2 NM_008183.3NM_008183.3 glutathione S-transferase, mu 2glutathione S-transferase, mu 2 하향downward MbMb NM_001164047.1NM_001164047.1 myoglobinmyoglobin 하향downward Phlda2Phlda2 NM_009434.2 NM_009434.2 pleckstrin homology like domain, family A, member 2pleckstrin homology like domain, family A, member 2 하향downward S100a1S100a1 NM_011309.3NM_011309.3 S100 calcium binding protein A1S100 calcium binding protein A1 하향downward 세포사/재생cell death/regeneration Akr1c13Akr1c13 NM_013778.2NM_013778.2 aldo-keto reductase family 1, member C13aldo-keto reductase family 1, member C13 하향downward Amd2Amd2 NM_007444.3NM_007444.3 S-adenosylmethionine decarboxylase 2S-adenosylmethionine decarboxylase 2 하향downward CluClu NM_013492.3NM_013492.3 clusterinclusterin 하향downward Hist1h3aHist1h3a NM_013550.5NM_013550.5 histone cluster 1, H3ahistone cluster 1, H3a 하향downward Hspb1Hspb1 NM_013560.2NM_013560.2 heat shock protein 1heat shock protein 1 하향downward Il1rnIl1rn NM_001039701.3NM_001039701.3 interleukin 1 receptor antagonistinterleukin 1 receptor antagonist 하향downward Nat8Nat8 NM_023455.3NM_023455.3 N-acetyltransferase 8 (GCN5-related)N-acetyltransferase 8 (GCN5-related) 하향downward 세포 및 종양 증식Cell and tumor proliferation Efemp1Efemp1 NM_146015.2NM_146015.2 epidermal growth factor-containing fibulin-like extracellular metrix proteinepidermal growth factor-containing fibulin-like extracellular metrix protein 하향downward Glipr1Glipr1 NM_028608.3NM_028608.3 GLI pathogenesis-related 1 (glioma)GLI pathogenesis-related 1 (glioma) 하향downward Lgals4LG4 NM_010706.2 NM_010706.2 lectin, galactose binding, soluble 4lectin, galactose binding, soluble 4 하향downward Plac1Plac1 NM_019538.4NM_019538.4 placental specific protein 1placental specific protein 1 하향downward Snora15Snora15 NR_003681.1NR_003681.1 small nucleolar RNA, H/ACA box 15small nucleolar RNA, H/ACA box 15 하향downward Snora21Snora21 NR_028078.1NR_028078.1 small nucleolar RNA, H/ACA box 21small nucleolar RNA, H/ACA box 21 하향downward Snora34Snora34 NR_034051.1 NR_034051.1 small nucleolar RNA, H/ACA box 34small nucleolar RNA, H/ACA box 34 하향downward Anxa1Anxa1 NM_010730.2NM_010730.2 annexin A1annexin A1 하향downward 면역 반응immune response Clec2fClec2f NM_001277202.1NM_001277202.1 C-type lectin domain family 2, member fC-type lectin domain family 2, member f 하향downward Hrsp12Hrsp12 NM_008287.3NM_008287.3 reactive intermediate imine deaminase A homologreactive intermediate imine deaminase A homolog 하향downward PlatPlat NM_008872.3NM_008872.3 plasminogen activator, tissueplasminogen activator, tissue 하향downward Snora75Snora75 NR_028478.1NR_028478.1 small nucleolar RNA, H/ACA box 75small nucleolar RNA, H/ACA box 75 상향 lift 기타etc Car4Car4 NM_007607.2NM_007607.2 carbonic anhydrase 4carbonic anhydrase 4 하향 downward Hotairm1Hotairm1 NR_131181.1NR_131181.1 Hoxa transcript antisense RNA, myeloid-specific 1Hoxa transcript antisense RNA, myeloid-specific 1 하향 downward Mt4Mt4 NM_008631.2NM_008631.2 metallothionein 4metallothionein 4 하향 downward Rhox6Rhox6 NM_008955.1NM_008955.1 reproductive homeobox 6reproductive homeobox 6 하향 downward Rmnd1Rmnd1 NM_025343.5 NM_025343.5 required for meiotic nuclear division 1 homologrequired for meiotic nuclear division 1 homolog 하향 downward S100a13S100a13 NM_009113.4NM_009113.4 S100 calcium binding protein A13S100 calcium binding protein A13 하향 downward S100a16S100a16 NM_001356605.1NM_001356605.1 S100 calcium binding protein A16S100 calcium binding protein A16 하향 downward Serpinb6bSerpinb6b NM_011454.1NM_011454.1 serine (or cysteine) peptidase inhibitor, clade B, member 6bserine (or cysteine) peptidase inhibitor, clade B, member 6b 하향 downward Zscan4aZscan4a NR_033707.1NR_033707.1 zinc finger and SCAN domain containing 4Azinc finger and SCAN domain containing 4A 하향 downward Zscan4cZscan4c NM_001013765.2NM_001013765.2 zinc finger and SCAN domain containing 4Czinc finger and SCAN domain containing 4C 하향 downward Zscan4dZscan4d NM_001100186.1NM_001100186.1 zinc finger and SCAN domain containing 4Dzinc finger and SCAN domain containing 4D 하향 downward 알려지지 않음unknown Eif3j1Eif3j1 NM_144545.4NM_144545.4 eukaryotic translation initiation factor 3, subunit J1eukaryotic translation initiation factor 3, subunit J1 상향 lift Gm19705GM19705 NR_045324.1NR_045324.1 predicted gene, 19705predicted gene, 19705 상향 lift Gm5512GM5512 NR_002891.1NR_002891.1 predicted gene 5512predicted gene 5512 상향 lift Lmo4Lmo4 NM_001161769.1NM_001161769.1 LIM domain only 4LIM domain only 4 상향 lift Mir6340Mir6340 NR_105758.1NR_105758.1 microRNA 6340microRNA 6340 상향 lift Mir6363Mir6363 NR_105782.1NR_105782.1 microRNA 6363microRNA 6363 상향 lift Mir8094Mir8094 NR_106169.1NR_106169.1 microRNA 8094microRNA 8094 상향 lift Pisd-ps3Pisd-ps3 NR_003518.2NR_003518.2 phosphatidylserine decarboxylase, pseudogene 3phosphatidylserine decarboxylase, pseudogene 3 상향 lift Snora26Snora26 NR_031758.1NR_031758.1 small nucleolar RNA, H/ACA box 26small nucleolar RNA, H/ACA box 26 상향 lift Snora28Snora28 NR_033168.1NR_033168.1 small nucleolar RNA, H/ACA box 28small nucleolar RNA, H/ACA box 28 상향 lift Snora30Snora30 NR_034045.1NR_034045.1 small nucleolar RNA, H/ACA box 30small nucleolar RNA, H/ACA box 30 상향 lift Snora31Snora31 NR_028481.1NR_028481.1 small nucleolar RNA, H/ACA box 31small nucleolar RNA, H/ACA box 31 상향 lift Snora70Snora70 NR_002899.1NR_002899.1 small nucleolar RNA, H/ACA box 70small nucleolar RNA, H/ACA box 70 상향 lift 4930461G14Rik4930461G14Rik NR_040736.1NR_040736.1 RIKEN cDNA 4930461G14 geneRIKEN cDNA 4930461G14 gene 하향downward Ccdc160ccdc160 NM_001034059.1NM_001034059.1 coiled-coil domain containing 160coiled-coil domain containing 160 하향downward Ctsll3ctsll3 NM_027344.3NM_027344.3 cathepsin L-like 3cathepsin L-like 3 하향downward Eif3j2Eif3j2 NM_001256055.1NM_001256055.1 eukaryotic translation initiation factor 3, subunit J2eukaryotic translation initiation factor 3, subunit J2 하향downward Gm5547GM5547 NR_045845.1 NR_045845.1 predicted gene 5547predicted gene 5547 하향downward Gm5662GM5662 NM_001013824.3NM_001013824.3 predicted gene 5662predicted gene 5662 하향downward Gm7334GM7334 NR_002700.1NR_002700.1 predicted gene 7334predicted gene 7334 하향downward Gm9992GM9992 NM_001142539.1NM_001142539.1 predicted gene 9992predicted gene 9992 하향downward Hspb2Hspb2 NM_001164708.1NM_001164708.1 heat shock protein 2heat shock protein 2 하향downward Klra22Klra22 NM_053152.2NM_053152.2 killer cell lectin-like receptor subfamily A, member 22killer cell lectin-like receptor subfamily A, member 22 하향downward LOC100504703LOC100504703 NR_040660.1NR_040660.1 RIKEN cDNA A730063M14 geneRIKEN cDNA A730063M14 gene 하향downward Mir1191Mir1191 NR_035422.1 NR_035422.1 microRNA 1191microRNA 1191 하향downward 알려지지 않음unknown Mir6236Mir6236 NR_105744.1NR_105744.1 microRNA 6236microRNA 6236 하향downward Mir6516Mir6516 NR_105853.1NR_105853.1 microRNA 6516microRNA 6516 하향downward Ms4a10Ms4a10 NM_023529.2 NM_023529.2 membrane-spanning 4-domains, subfamily A, member 10membrane-spanning 4-domains, subfamily A, member 10 하향downward PinlypPinlyp NM_001037143.2NM_001037143.2 phospholipase A2 inhibitor and LY6/PLAUR domain containingphospholipase A2 inhibitor and LY6/PLAUR domain containing 하향downward Pisd-ps1Pisd-ps1 NR_003517.1NR_003517.1 phosphatidylserine decarboxylase, pseudogene 1phosphatidylserine decarboxylase, pseudogene 1 하향downward Platr21Platr21 NR_045455.1NR_045455.1 pluripotency associated transcript 21pluripotency associated transcript 21 하향downward Pramef25Pramef25 NM_001126315.2NM_001126315.2 PRAME family member 25PRAME family member 25 하향downward Snora47Snora47 NR_034043.1NR_034043.1 small nucleolar RNA, H/ACA box 47small nucleolar RNA, H/ACA box 47 하향downward Snora64 Snora64 NR_002897.1NR_002897.1 small nucleolar RNA, H/ACA box 64small nucleolar RNA, H/ACA box 64 하향downward Snora81Snora81 NR_034048.1NR_034048.1 small nucleolar RNA, H/ACA box 81small nucleolar RNA, H/ACA box 81 하향downward Tmem40Tmem40 NM_001168256.1NM_001168256.1 transmembrane protein 40transmembrane protein 40 하향downward Usp17lbusp17lb NM_201409.2NM_201409.2 ubiquitin specific peptidase 17-like Bubiquitin specific peptidase 17-like B 하향downward

실시예 6. 배아 전이 및 착상 모니터링Example 6. Embryo metastasis and implantation monitoring

멜라토닌 처리 또는 비처리 조건(SCNT-CROC+K 및 SCNT-CROC+K+M 그룹) 하에서 배반포 단계로 배양된 재구성된 배아를 정관 수술을 받은 수컷 ICR 마우스와 교미된 2.5일 유사-임신(pseudo-pregnant) 암컷 ICR 마우스의 자궁에 이식하였다. 이때, SCNT-CROC+K 그룹 및 SCNT-CROC+K+M 그룹을 동일한 마우스의 자궁 왼쪽 및 오른쪽에 각각 이식하였다. 마우스의 성교 후 7.5일에 암컷 마우스에서의 배아 이식률을 확인하였다. 이후, 마우스를 안락사 시키고 정상 자궁을 식염수로 세척한 후 절제하고 부착된 지방을 제거하였다. 지방이 제거된 조직을 촬영하여 착상 여부를 시각화 하였다(도 6a 도 6b). Reconstituted embryos cultured to blastocyst stage under melatonin-treated or untreated conditions (SCNT-CROC+K and SCNT-CROC+K+M groups) were pseudo-pregnant at 2.5 days mated with male ICR mice undergoing vasectomy. pregnant) were implanted in the uterus of female ICR mice. At this time, the SCNT-CROC+K group and the SCNT-CROC+K+M group were implanted in the left and right uterus of the same mouse, respectively. The embryo transfer rate in female mice was confirmed at 7.5 days after sexual intercourse of mice. Thereafter, the mice were euthanized and the normal uterus was washed with saline, excised, and the attached fat was removed. By imaging the tissue from which fat has been removed, implantation was visualized (FIGS. 6a and 6b).

그 결과, 멜라토닌 처리 그룹(SCNT-CROC+K+M)에서 이식율을 멜라토닌 비처리 그룹(SCNT-CROC+K)과 비교하여 유의하게 증가하였다(66.2% (51/77) vs. 42.9% (33/77), p<0.05; 도 6c).As a result, the transplantation rate in the melatonin-treated group (SCNT-CROC+K+M) was significantly increased compared to that of the non-melatonin-treated group (SCNT-CROC+K) (66.2% (51/77) vs. 42.9% ( 33/77), p <0.05; FIG. 6c).

실시예 7. SCNT 배반포로부터 마우스 배아줄기세포 유도Example 7. Induction of mouse embryonic stem cells from SCNT blastocysts

파생물(outgrowths)을 얻기 위해 두 그룹 (SCNT-CROC+K 및 SCNT-CROC+K+M)에서 수득한 부화된 배반포를 마우스 배아줄기세포(mESC) 배양 배지의 유사 분열 불활성화 마우스 배아 섬유아세포(MEF) 피더(feeder) 세포에 놓았다. 20% KRS, 0.1 mM β-메르캅토에탄올(β-mercaptoethanol), 1% 비필수아미노산, 100 units/㎖ 페니실린, 100㎍/㎖ 스트렙토마이신(Gibco /Invitrogen, Grand Island, NY) 및 1.5 x 103 units/mL 재조합 mLIF (Chemicon, Temecula, CA)가 포함된 DMWM/F12를 mES 세포 배양 배양배지로 사용하였다. 먼저 기계적으로 MEF 피더 세포로 파생물을 옮긴 다음, 트립신-EDTA를 사용하여 계대시켰다. 확립된 모든 mECS 계통을 모니터링하고 형태 및 알칼라인 포스파타제(alkaline phosphatase) 염색으로 특징 지었다. 알칼라인 포스파타아제 활성을 조직화학 염색으로 평가하였다. 콜로니를 실온에서 4% 파라포름알데히드로 1분간 고정하고 PBS로 2회 세척하였으며, 알칼라인 포스파타제 기질 용액 (10 ml FRV-alkaline solution, 10 ㎖ naphthol AS-BI alkaline solution; alkaline phosphatase kit, Sigma-Aldrich)으로 실온에서 30분 동안 처리하였다. 광학 현미경으로 알칼라인 포스파타제 활성을 비색계로 검출하였다(도 7a). To obtain outgrowths, the hatched blastocysts obtained from both groups (SCNT-CROC+K and SCNT-CROC+K+M) were transferred to mitotic-inactivated mouse embryonic fibroblasts (mESCs) in mouse embryonic stem cell (mESC) culture medium. MEF) feeder cells. 20% KRS, 0.1 mM β-mercaptoethanol, 1% non-essential amino acids, 100 units/ml penicillin, 100 μg/ml streptomycin (Gibco/Invitrogen, Grand Island, NY) and 1.5 x 10 3 DMWM/F12 containing units/mL recombinant mLIF (Chemicon, Temecula, CA) was used as a culture medium for mES cell culture. The outgrowths were first mechanically transferred to MEF feeder cells and then passaged using trypsin-EDTA. All established mECS lineages were monitored and characterized by morphology and alkaline phosphatase staining. Alkaline phosphatase activity was assessed by histochemical staining. Colonies were fixed with 4% paraformaldehyde at room temperature for 1 min, washed twice with PBS, and alkaline phosphatase substrate solution (10 ml FRV-alkaline solution, 10 ml naphthol AS-BI alkaline solution; alkaline phosphatase kit, Sigma-Aldrich) was treated at room temperature for 30 minutes. Alkaline phosphatase activity was detected colorimetrically by light microscopy (Fig. 7a).

그 결과, 멜라토닌 처리 그룹은 비처리 그룹에 비해 mESC의 유도율이 유의적으로 높았다((21.3% (10/47) vs. 5.6% (2/36), p<0.05; 도 7b).As a result, the melatonin-treated group had a significantly higher mESC induction rate than the untreated group ((21.3% (10/47) vs. 5.6% (2/36), p <0.05; FIG. 7b ).

실시예 8. 통계적 분석Example 8. Statistical Analysis

모든 실험은 최소 3회 반복하였다. 결과는 평균 또는 평균±평균의 표준오차로 나타냈다. 배아 발달은 SAS 소프트웨어와 이식을 이용한 DUNCAN의 검정법에 의한 일원분산분석(ANOVA)에 의해 분석하였고, ESC 유도률(ESC-derivation rates)은 카이 제곱 검정법(Chi-square test)에 의해 분석하였으며, p<0.05는 통계적으로 유의한 것으로 간주하였다.All experiments were repeated at least 3 times. Results are expressed as the mean or standard error of the mean±mean. Embryonic development was analyzed by one-way analysis of variance (ANOVA) by DUNCAN's test using SAS software and transplantation, and ESC-derivation rates were analyzed by Chi-square test, p <0.05 was considered statistically significant.

Claims (18)

멜라토닌 및 H3K9me3 메틸레이션(methylation)을 감소시키는 제제를 포함하는 배아 발달의 효율 또는 배아의 형성을 증가시키기 위한 조성물로서, 상기 배아가 2-세포기 상태인 경우, Amd1, Fam46C, Oxt Ppt2 구성된 군에서 선택된 어느 하나 이상의 유전자 발현이 증가되고, 상기 배아를 형성하는 난자는 동결되거나 냉동보존된 후에 해동 또는 융해된 것인 조성물.A composition for increasing the efficiency of embryonic development or the formation of an embryo, comprising an agent for reducing melatonin and H3K9me3 methylation, wherein, when the embryo is in a two-cell stage , Amd1 , Fam46C , Oxt and Ppt2 The composition wherein the expression of any one or more genes selected from the group consisting of is increased, and the egg forming the embryo is thawed or thawed after being frozen or cryopreserved. 청구항 1에 있어서, 상기 멜라토닌은 5 μM 내지 20 μM 의 농도로 포함된 것인 조성물.The composition of claim 1, wherein the melatonin is contained in a concentration of 5 μM to 20 μM. 청구항 1에 있어서, H3K9me3 메틸레이션을 감소시키는 제제는 히스톤 탈메틸화효소의 KDM4 패밀리의 구성원의 발현을 증가시키는 제제인 조성물.The composition of claim 1 , wherein the agent that reduces H3K9me3 methylation is an agent that increases the expression of a member of the KDM4 family of histone demethylases. 청구항 3에 있어서, 상기 제제는 KDM4A(JMJD2A), KDM4B(JMJD2B), KDM4C(JMJD2C), KDM4D(JMJD2D) 또는 이의 조합의 발현 또는 활성을 증가시키는 것인 조성물.The composition of claim 3, wherein the agent increases the expression or activity of KDM4A (JMJD2A), KDM4B (JMJD2B), KDM4C (JMJD2C), KDM4D (JMJD2D) or a combination thereof. 청구항 1에 있어서, 상기 멜라토닌은 배아의 활성산소 및/또는 세포사멸을 감소시키는 것인 조성물.The composition of claim 1, wherein the melatonin reduces free radicals and/or apoptosis of the embryo. 청구항 1에 있어서, 상기 멜라토닌은 배아의 세포사멸을 감소시키는 것인 조성물. The composition of claim 1, wherein the melatonin reduces apoptosis of the embryo. 청구항 1에 있어서, 상기 배아 발달은 배아의 배반포로의 발달 또는 배반포의 형성인 것인 조성물. The composition of claim 1 , wherein the embryonic development is the development of an embryo into a blastocyst or the formation of a blastocyst. 청구항 1에 있어서, 상기 배아는 체외에서 인공수정을 통하여 형성된 것인 조성물.The composition of claim 1, wherein the embryo is formed through artificial insemination in vitro. 청구항 1에 있어서, 상기 배아는 핵이 제거된 난자에 체세포의 핵을 이식하여 형성된 것인 조성물.The composition of claim 1, wherein the embryo is formed by transplanting the nucleus of a somatic cell into an egg from which the nucleus has been removed. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020200180256A 2018-01-23 2020-12-21 Composition and Method for enhancing developmental rate of embryos using melatonin KR102306054B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180008249 2018-01-23
KR20180008249 2018-01-23
KR1020190008949A KR20190089782A (en) 2018-01-23 2019-01-23 Composition and Method for enhancing developmental rate of embryos using melatonin

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190008949A Division KR20190089782A (en) 2018-01-23 2019-01-23 Composition and Method for enhancing developmental rate of embryos using melatonin

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200145804A KR20200145804A (en) 2020-12-30
KR102306054B1 true KR102306054B1 (en) 2021-09-29

Family

ID=67395533

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190008949A KR20190089782A (en) 2018-01-23 2019-01-23 Composition and Method for enhancing developmental rate of embryos using melatonin
KR1020200180256A KR102306054B1 (en) 2018-01-23 2020-12-21 Composition and Method for enhancing developmental rate of embryos using melatonin

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190008949A KR20190089782A (en) 2018-01-23 2019-01-23 Composition and Method for enhancing developmental rate of embryos using melatonin

Country Status (2)

Country Link
KR (2) KR20190089782A (en)
WO (1) WO2019147026A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111676188A (en) * 2020-07-13 2020-09-18 扬州大学 Optimization liquid for in vitro maturation of oocytes of aged mice
CN115250910A (en) * 2022-06-15 2022-11-01 沈阳农业大学 Method for promoting test tube balling of lily tissue culture seedling by melatonin and application
KR102654800B1 (en) * 2023-11-24 2024-04-03 의료법인마리아의료재단 Composition of in vitro fertilization and in vitro culture medium for aged oocyte containing lipoic acid and resveratrol

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016044271A2 (en) 2014-09-15 2016-03-24 Children's Medical Center Corporation Methods and compositions to increase somatic cell nuclear transfer (scnt) efficiency by removing histone h3-lysine trimethylation
WO2017062706A1 (en) 2015-10-09 2017-04-13 Children's Medical Center Corporation Methods and compositions to increase human somatic cell nuclear transfer (scnt) efficiency by removing histone h3-lysine trimethylation, and derivation of human nt-esc

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3258910A1 (en) * 2015-02-17 2017-12-27 Ares Trading S.A. Topical liquid composition comprising melatonin
KR101808934B1 (en) * 2016-01-07 2017-12-13 충북대학교 산학협력단 Method for preventing of oocyte aging and enhancing developmental rate utilizing melatonin

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016044271A2 (en) 2014-09-15 2016-03-24 Children's Medical Center Corporation Methods and compositions to increase somatic cell nuclear transfer (scnt) efficiency by removing histone h3-lysine trimethylation
WO2017062706A1 (en) 2015-10-09 2017-04-13 Children's Medical Center Corporation Methods and compositions to increase human somatic cell nuclear transfer (scnt) efficiency by removing histone h3-lysine trimethylation, and derivation of human nt-esc

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190089782A (en) 2019-07-31
KR20200145804A (en) 2020-12-30
WO2019147026A1 (en) 2019-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102306054B1 (en) Composition and Method for enhancing developmental rate of embryos using melatonin
Urrego et al. Epigenetic disorders and altered gene expression after use of assisted reproductive technologies in domestic cattle
Kaczynski et al. Prostaglandin F2α promotes angiogenesis and embryo–maternal interactions during implantation
US20230015276A1 (en) Methods and compositions to increase somatic cell nuclear transfer (scnt) efficiency by removing histone h3-lysine trimethylation
Lee et al. Isolation of male germ stem cell-like cells from testicular tissue of non-obstructive azoospermic patients and differentiation into haploid male germ cells in vitro
WO2017047799A1 (en) Culture method for differentiating primordial germ cells into functionally mature oocytes
Yang et al. KDM 6A and KDM 6B play contrasting roles in nuclear transfer embryos revealed by MERVL reporter system
Vaags et al. Derivation and characterization of canine embryonic stem cell lines with in vitro and in vivo differentiation potential
Opiela et al. Transcript expression of mitochondria related genes is correlated with bovine oocyte selection by BCB test
EP2396402A1 (en) Conversion of unipotent germline stem cells into pluripotent stem cells without exogenous factors
Cai et al. The effects of human recombinant granulocyte-colony stimulating factor treatment during in vitro maturation of porcine oocyte on subsequent embryonic development
Ganeshan et al. Transformation-related protein 53 expression in the early mouse embryo compromises preimplantation embryonic development by preventing the formation of a proliferating inner cell mass
WO2006041910A2 (en) Stem cells derived from uniparental embryos and methods of use thereof
Seita et al. Full-term development of rats from oocytes fertilized in vitro using cryopreserved ejaculated sperm
US10351876B2 (en) Methods for making and using modified oocytes
US20070136830A1 (en) Transgenic rats and spermatogonial stem cells
EP1670902A2 (en) METHOD AND COMPOSITION FOR ENHANCING i IN VITRO /i EMBRYO DEVELOPMENT BY SUPPLEMENTING CULTURE MEDIUM WITH PROSTAGLANDIN OR A PROSTAGLANDIN ANALOG
Clark Paternal effects on pre-implantation embryo development in cattle
US20090075380A1 (en) Methods and Compositions To Enhance Efficiency Of Nuclear Transfer/Cloning
KR101985924B1 (en) Method for increasing reprogramming efficiency of cloned embryos using cytoplasmic transfer
Yamamoto et al. A more accurate analysis of maternal effect genes by siRNA electroporation into mouse oocytes
Onodera et al. Differentiation diversity of mouse parthenogenetic embryonic stem cells in chimeric mice
Han et al. Co–Culture with Amniotic Membrane Stem Cells for Oocyte Maturation and Early Embryonic Development in Bovine
Sun Trophoblast replacement enables rhesus monkey cloning by somatic cell nuclear transfer
Sembon et al. Ploidy assessment of porcine haploid and diploid parthenogenetic embryos by fluorescent in situ hybridization detecting a chromosome 1-specific sequence, Sus scrofa Mc1 satellite DNA

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant