KR20100053929A - Recombinant mouse interleukin-6 improve viability in mouse fertilized and cloned embryos - Google Patents

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충북대학교 산학협력단
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Abstract

PURPOSE: An in vitro culture system of mouse fertilized egg and cloned egg is provided to improve in vitro culture system and to enhance survival rate of the cells by adding a recombinant interleukin-6 to a basic medium(M16). CONSTITUTION: A mouse fertilized egg is cultured by adding recombinant mouse interleukin-6 to a basic medium(M16) and culturing initial fertilized egg and cloned egg in vitro without BSA(bovine serum albumin). The medium of the fertilized egg is M2 medium for washing and M16 medium for culturing.

Description

재조합 생쥐 인터루킨-6의 배지 내 첨가에 의한 생쥐 수정란 및 복제란의 발생률 개선 생쥐 핵이식 수정란의 체외배양 시 세포사멸 억제 방법 {RECOMBINANT MOUSE INTERLEUKIN-6 IMPROVE VIABILITY IN MOUSE FERTILIZED AND CLONED EMBRYOS}Improved incidence of mouse fertilized and cloned eggs by addition of recombinant mouse interleukin-6 in medium {Method of inhibiting apoptosis during in vitro culture of mouse nuclear transfer embryos {RECOMBINANT MOUSE INTERLEUKIN-6

본 발명은 생쥐 수정란 및 복제 수정란의 체외 배양 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기본 배지에 재조합 생쥐 인터루킨-6을 첨가하여 기존의 생쥐 수정란 및 복제 수정란의 체외배양체계와 비교하여 보다 효과적인 배양체계를 제공하기 위한 생쥐 수정란 및 복제 수정란의 체외 배양 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for in vitro culture of mouse fertilized eggs and cloned fertilized eggs, more specifically, by adding a recombinant mouse interleukin-6 to the basal medium, a more effective culture system compared with the existing in vitro culture system of mouse fertilized eggs and cloned fertilized eggs The present invention relates to a method for in vitro culture of mouse fertilized eggs and cloned fertilized eggs.

최근 가축의 형질전환기술 및 복제동물 생산 실험이 전 세계에서 행해지고 있다. 이들 실험에서는 수정란을 체외에서 조작하는 것이 필수적인 과정이다. 따라서 보다 효과적이고 안정적인 체외배양체계를 개발하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. Recently, livestock transformation techniques and cloned animal production experiments have been conducted around the world. In these experiments, manipulating the fertilized egg in vitro is an essential process. Therefore, researches are being actively conducted to develop more effective and stable in vitro culture system.

현재, 수정란 체외배양에 있어서 기본 배지에 혈청과 같은 단백질 첨가제를 첨가하여 배양시키는 방법이 일반적으로 이용되고 있다. 그러나 혈청과 같은 단백질 첨가제들은 그 조성에 대해 완전히 알지 못해 배지에서 다른 조성물과의 상호작용에 의한 비정상적인 발달의 원인을 알 수가 없었다.At present, a method of incubating fertilized eggs in vitro and adding a protein additive such as serum to the basal medium is generally used. However, protein additives, such as serum, do not fully know their composition and do not know the cause of abnormal development by interaction with other compositions in the medium.

본 발명은 생쥐 수정란 및 복제 수정란의 체외배양에 있어서 발생하는 세포사멸과 그에 따른 생존율에 대한 문제점을 해결하기 위함에 있다.The present invention is to solve the problem of apoptosis and the resulting survival rate in in vitro culture of mouse fertilized eggs and cloned fertilized eggs.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 생쥐의 수정란 및 복제 수정란을 기존의 기본 배지(M16)에 재조합 생쥐 인터루킨-6(Recombinant mouse Interleukin-6 미국 BioSource사, Part No.: PMC0065)을 첨가함으로써 수정란의 세포사멸을 억제하여 착상전 초기배아의 배반포기까지의 수정란의 생존율을 향상시켰다.In order to solve this problem, in the present invention, the fertilized egg and the cloned egg of the mouse are added to the existing basal medium (M16) by adding recombinant mouse Interleukin-6 (BioSource, Part No .: PMC0065, USA). By suppressing apoptosis, the survival rate of fertilized embryos up to blastocyst stage of early embryos was improved.

따라서 기본 배지에 재조합 생쥐 인터루킨-6을 첨가하여 기존의 생쥐 수정란 및 복제 수정란의 체외배양체계와 비교하여 보다 효과 있는 배양체계를 제공하기 위한 생쥐 수정란 및 복제 수정란의 체외 배양 방법을 제공함으로써 수정란의 정상적인 발달을 가능하게 하고, 수정란의 생존율을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.Therefore, by adding the recombinant mouse interleukin-6 to the basal medium, the in vitro culture method of the mouse fertilized egg and the cloned fertilized egg to provide a more effective culture system compared with the existing in vitro culture of mouse fertilized egg and cloned egg. It has the effect of enabling development and improving the survival rate of fertilized eggs.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 수정란 및 복제 수정란을 기본 배지에 재조합 생쥐 인터루킨-6(Recombinant mouse Interleukin-6 미국 BioSource사, Part No.: PMC0065)를 첨가 하여 생쥐의 수정란을 배반포기까지 배양하는 특징을 가지고 있다.The present invention is characterized by culturing the fertilized mouse to blastocyst by adding recombinant mouse Interleukin-6 (Part No .: PMC0065) to the basal medium.

종래의 방법에서는 수정란을 0.4%의 소혈청알부민이나 글루타티온(GSH, Sigma, G2140)이 첨가된 기본배지(M16)에서 배양시켜 왔다. 그러나 이러한 소혈청알부민(BSA, Sigma, A8806)만 포함된 배지에서는 세포사멸을 억제하지 못하며, 글루타티온과 같은 화학적 제제를 사용하였을 경우에는 발달율이 좋지 못했다.In the conventional method, fertilized eggs have been cultured in a basal medium (M16) to which 0.4% bovine serum albumin or glutathione (GSH, Sigma, G2140) is added. However, the medium containing only bovine serum albumin (BSA, Sigma, A8806) does not inhibit apoptosis, and the development rate was poor when a chemical agent such as glutathione was used.

본 발명에서는 상기의 생쥐의 수정란을 소혈청알부민(BSA, Sigma, A8806)이 없는 조건에서 기본배지(M16)에 재조합 생쥐 인터루킨-6(Recombinant mouse Interleukin-6 미국 BioSource사, Part No.: PMC0065)를 첨가하는 본 발명의 방법에 의하여 그 조성에 대한 확인이 가능할 뿐 아니라 생존율이 향상되고 세포사멸이 현저하게 감소하였다.In the present invention, the fertilized egg of the mouse in the absence of bovine serum albumin (BSA, Sigma, A8806) in the basal medium (M16) recombinant mouse Interleukin-6 (Recombinant mouse Interleukin-6 US BioSource, Part No .: PMC0065) By the method of the present invention to add the not only the composition can be confirmed, but also the survival rate and cell death was significantly reduced.

이러한 방법의 종래의 소태아 혈청을 사용한 수정란 배양법보다 결과 해석이 용이할 뿐만 아니라, 그 효율도 뛰어난 수정란 체외배양법을 제공하고 있다.The present invention provides an in vitro culture method for fertilized eggs which is not only easier to interpret the results than conventional fertilized egg culture methods using fetal bovine serum, but also has excellent efficiency.

이하, 이와 같은 본 발명을 다음 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠지만, 본 발명이 다음 실시예에 한정된 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the following examples, but the present invention is not limited to the following examples.

실시예 1 : 생쥐 수정란의 생산Example 1 Production of Mouse Embryos

체외배양(In vitro culture)을 위한 배지는 다음과 같이 준비하였다.The medium for in vitro culture was prepared as follows.

세척용 M2 배지(Sigma사, Cat. No.: M7167);Washing M2 medium (Sigma, Cat. No .: M7167);

배양용 M16 배지(Sigma사, Cat. No.: M7292);Culture M16 medium (Sigma, Cat. No .: M7292);

상기 배지들을 냉장보관시켰다. The media were refrigerated.

암컷 생쥐에 5IU의 PMSG(pregnant mare’s serum gonadotropin)를 복강 주사 하고 48시간이 지나서 PMSG를 주사한 생쥐들에 5IU의 hCG(human chorionic gonadotropin)를 복강 주사한 후, 수컷 생쥐와 짝짓기(mating)를 시켜 수정될 수 있도록 하였다. 12시간 후, 수정되었음을 확인하고, 이들 생쥐를 경추탈골하고, 등쪽을 절개하여 M2배지의 미소적을 준비해 둔 배양접시(petri dish)에 난관을 적출하여 세척을 하고 수집하였다. 현미경으로 보면서 핀셋(forceps)으로 난관의 끝을 잡고 주사기의 바늘(needle)을 그 구멍에 넣고, 천천히 주사기의 M2배지를 흘러넘치도록 주입(flushing)하여 난관 내의 수정란을 밀려나오게 하였다. 성숙시킨 난구세포로 둘러싸여 있는 수정란은 하이알루로니데이즈를 이용하여 난구세포를 제거하였다. Female mice were intraperitoneally injected with 5IU of pregnant mare's serum gonadotropin (PMSG), and mice injected with PMSG after 48 hours were intraperitoneally injected with 5IU of human chorionic gonadotropin (mCG) and then mated with male mice. It can be modified. After 12 hours, it was confirmed that the fertilization, these mice were cervical distal bone, and the dorsal incision was removed, washed and collected by collecting a fallopian tube in a petri dish prepared with a small amount of M2 medium. While looking under the microscope, the tip of the fallopian tube was grasped with forceps, the needle of the syringe was inserted into the hole, and slowly flushed with the M2 medium of the syringe to push out the fertilized egg in the fallopian tube. Fertilized eggs surrounded by mature cumulus cells were removed using hyaluronidase.

체외성숙 배지는 난자를 배양 전에 미리 5%의 이산화탄소가 있는 37℃의 인큐베이터에서 3시간 동안 온도와 이산화탄소의 농도를 조절하였다. 수집된 난자들은 4-웰(well) 디쉬(dish)에 들어있는 성숙배지에 웰당 50개 정도의 난자를 넣어 30시간 후에 2세포기의 난자를 선택하여 대조군 및 재조합 생쥐 인터루킨-6(Recombinant mouse Interleukin-6 미국 BioSource사, Part No.: PMC0065)이 첨가된 배지에서 각각 4일간 배양하였다. In vitro maturation medium, the temperature and the concentration of carbon dioxide were adjusted for 3 hours in an incubator at 37 ℃ with 5% of carbon dioxide before incubation of the egg. The collected eggs were placed in a mature medium in a 4-well dish and 50 eggs per well were added to control and recombinant mouse Interleukin-6 after 30 hours. -6 US BioSource, Part No .: PMC0065) was incubated for 4 days in a medium added.

실시예 2 : 생쥐 복제 수정란의 생산Example 2 Production of Mouse Cloned Embryos

제 1 단계 : 성숙난자 채취Step 1: Harvest mature eggs

암컷 생쥐에 5IU의 PMSG(pregnant mare’s serum gonadotropin)를 복강 주사하고 48시간이 지나서 PMSG를 주사한 생쥐들에 5IU의 hCG(human chorionic gonadotropin)를 복강 주사한 후 12시간 후, 이들 수정되었음을 확인하고, 이들 생 쥐를 경추탈골하고, 등쪽을 절개하여 M2배지의 미소적을 준비해 둔 배양접시(petri dish)에 난관을 적출하여 세척을 하고 수집하였다. 현미경으로 보면서 핀셋(forceps)으로 난관의 끝을 잡고 주사기의 바늘(needle)을 그 구멍에 넣고, 천천히 주사기의 M2배지를 흘러넘치도록 주입(flushing)하여 난관 내의 수정란을 밀려나오게 하였다. 성숙시킨 난구세포로 둘러싸여 있는 수핵 난자는 하이알루로니데이즈를 이용하여 난구세포를 제거하였다. Female mice were intraperitoneally injected with 5IU of pregnant mare's serum gonadotropin (PMSG) and 48 hours later, mice were injected with PMSG 12 hours after intraperitoneal injection of 5IU of human chorionic gonadotropin (hCG). These live rats were cervical vertebral, and the dorsal section was cut and the oviduct was removed and washed in a petri dish prepared with a small amount of M2 medium. While looking under the microscope, the tip of the fallopian tube was grasped with forceps, the needle of the syringe was inserted into the hole, and slowly flushed with the M2 medium of the syringe to push out the fertilized egg in the fallopian tube. Nucleated pulmonary eggs surrounded by mature cumulus cells were removed using hyaluronidase.

난자와 난구세포의 덩어리를 0.1% 하이알루로니데이즈가 포함된 M2 배지(Sigma)에 넣고, 피펫팅하여 난구세포를 제거한 후, 난자만을 골라서 M2 배지에 3회 세척 후, 공여세포로 핵이식에 제공하였다. Put the lumps of eggs and oocytes in M2 medium (Sigma) containing 0.1% hyaluronidase, remove the oocytes by pipetting, wash only three eggs in M2 medium, and then carry out nuclear transfer with donor cells. Provided.

제 2 단계 : 체세포의 준비Second step: preparation of somatic cells

제1단계의 성숙난자의 채취과정에서 제거한 난구세포를 모아서 2000rpm에서 원심분리하면서 M2 배지로 3회 세척하여 하이알루로니데이즈를 제거한 후 난구세포를 핵이식에서 제공하였다.After collecting the oocytes removed in the first stage of oocyte harvesting, the cells were collected and centrifuged at 2000 rpm and washed three times with M2 medium to remove hyaluronates, and then the oocytes were provided by nuclear transplantation.

제 3 단계 : 난구세포 제거와 탈핵을 실시하는 단계Third step: removing the oocytes and performing denucleation

탈핵을 위해 M2 배지(Sigma)와 사이토칼라신 B(cytochalasin B, CB, 5 ug/ml)를 첨가한 배지로 작업용 디쉬에 미소적을 만들었다. 작업용 디쉬를 미세주입기의 조작판위에 위치하도록 놓은 다음, 고정용 피펫은 9시 방향에 위치시키고, 탈핵용 피펫은 3시 방향에 위치시켰다. 고정용 피펫을 흡입하여 난자를 고정시킨 후, 조동나사와 미동나사를 이용하여 난자의 초점을 맞추었다. 탈핵용 피펫을 상하로 움직여 난자와 초점이 같아지도록 맞추었다. 탈핵용 피펫은 피에조(Prime Tech, Japan)를 이용하여 적당한 속도와 힘으로 투명대를 뚫고, 세포핵과 주변의 약간의 세포질을 흡입하여 제거하였다. 탈핵이 끝난 난자는 배양기 안에 넣어서 20분 이상 배양 후, 공여세포의 이식에 제공하였다. For denuclearization, a microporous medium was prepared in a working dish with medium added with M2 medium (Sigma) and cytocalin B (cytochalasin B, CB, 5 ug / ml). The working dish was placed on the operation plate of the microinjector, and the fixing pipette was positioned at 9 o'clock, and the denuclearization pipette was placed at 3 o'clock. The fixed pipette was aspirated to fix the egg, and then the coarse and fine screw were used to focus the egg. The denuclear pipette was moved up and down so that the egg and the focal point were the same. The pipette for denuclearization was pierced through the zona pellucida at a suitable speed and force by using Piezo (Prime Tech, Japan), and removed by inhaling the cell nucleus and some cytoplasm around it. After denuclearization, the eggs were placed in an incubator and cultured for at least 20 minutes, and then used for transplantation of donor cells.

제 4 단계 : 미리 준비해 둔 공여세포를 탈핵된 난자에 이식하는 단계Step 4: transplanting donor cells prepared in advance into denuclearized eggs

공여세포의 이식을 위해 10% 폴리비닐피로키돈(polyvinylpyrrokidone, FW. 360,000, Sigma)이 포함된 M2 배지로 미소적을 만들어 미세주입기의 조작판 위에 위치하여 놓고, 제2단계에서 준비한 공여세포를 이 미소적에 넣고 혼합하였다. 탈핵이 끝난 난자는 배양기에서 20분 이상 방치 후, 꺼내서 세정용 피펫을 이용하여 이식용 배지 즉 M2 배지의 미소적으로 옮겼다. 탈핵용 피펫을 이식용 피펫으로 바꾼 후, 공여세포가 있는 10% 폴리비닐피로키돈이 포함된 M2 배지 미소적에서 이식용 피펫안에 한 개 또는 여러 개의 공여세포를 주입하였다. 이때 이식용 피펫을 이용하여 공여세포를 여러번 피펫 안에 넣었다 뱉었다 하여 공여세포의 세포막이 깨지도록 하고, 세포막이 깨져서 부스러기가 생기는 것을 확인하였다. 다음 공여세포가 들어있는 이식용 피펫을 이미 탈핵된 난자가 있는 M2 배지로 옮겼다. 고정용 피펫은 탈핵 시와 같은 방법으로 흡입하여 난자를 약간 고정시킨 후, 조동나사와 미동나사를 이용하여 난자의 초점을 맞추었다. 이식용 피펫을 상하로 움직여 난자와 초점이 같도록 맞추었다. 이식용 피펫은 피에조(Prime Tech, Japan)를 이용하여 적당한 속도와 힘으로 투명대를 뚫고 다음 피에조의 속도와 힘을 최저로 바꾸었다. 이식용 피펫은 안에 있는 배지를 제거한 후, 고정용 피펫 가까이까지 진입시킨 후, 피에조를 이용하여 세포질막을 파괴하고 절단부위에 유압을 인가하여 난자 1개당 1개의 공여세포를 주입시켰다. 이식이 끝난 난자들은 M16 배양 배지(M16, Sigma)에 넣어 정치시켰다.For transplantation of donor cells, micronized with M2 medium containing 10% polyvinylpyrrokidone (FW. 360,000, Sigma) was placed on the operation panel of the microinjector and the donor cells prepared in step 2 Put into the enemy and mix. After the denucleated eggs were left in the incubator for 20 minutes or more, they were taken out and transferred to a micro medium of transplant medium, that is, M2 medium, using a washing pipette. After replacing the denuclear pipette with a transplant pipette, one or several donor cells were injected into the transplant pipette in M2 medium microfluidic medium containing 10% polyvinylpyrrolidone with donor cells. At this time, the donor cells were put into the pipette several times using a transplant pipette to spit out the cell membrane of the donor cell, and it was confirmed that the cell membrane is broken and debris is generated. The transplant pipette containing donor cells was then transferred to M2 medium with already denucleated eggs. The fixed pipette was aspirated in the same manner as in denuclearization, and the eggs were fixed a little, and then the coarse and fine screws were used to focus the eggs. The transplant pipette was moved up and down to bring the egg into focus. Implantable pipettes were made through a piezo (Prime Tech, Japan) to penetrate the zona pellucida at the proper speed and force, and then change the speed and force of the next piezo to the minimum. After transplanting the pipette, the medium inside the cell was removed, the fixation pipette was brought into close proximity, and the donor cells were injected per egg by breaking the cytoplasmic membrane using a piezo and applying hydraulic pressure to the cut site. After transplantation, the eggs were placed in M16 culture medium (M16, Sigma).

제 5 단계 : 재구성란의 활성화 단계Step 5: Activation of the Reconstruction Column

융합시킨 난자들은 활성화시킬 때까지 체외배양 배지에서 30분 이상 배양시켰다. 활성화는 칼슘이 제거된 씨지비(CZB) 배지(표 2)에 10mM의 스트론튬클로라이드(SrCl2, Sigma)와 5㎍/㎖의 CB를 첨가하여 6시간동안 배양하였다. The fused eggs were incubated for at least 30 minutes in in vitro culture medium until activated. Activation was incubated for 6 hours by adding 10 mM strontium chloride (SrCl 2, Sigma) and 5 μg / ㎖ CB to the calcium-free CZB medium (Table 2).

제 6 단계: 핵이식란의 배양Sixth Step: Culture of Nuclear Transplanted Eggs

재구성 및 활성화가 완료된 배아는 M16 배지에서 3회 세척 후, 같은 배지로 5%의 이산화탄소가 있는 37℃의 배양기에서 배양하였다. Reconstructed and activated embryos were washed three times in M16 medium and then cultured in a 37 ° C. incubator with 5% carbon dioxide in the same medium.

실시예 3 : 재조합 생쥐 인터루킨-6의 수정란의 발달에 대한 효과Example 3 Effect of Recombinant Mouse Interleukin-6 on the Development of Embryos

상기 실시예 1에서 생성된 수정란은 다음과 같은 배지에서 배양되었다.The fertilized eggs produced in Example 1 were cultured in the following medium.

(1) 기본배지(M16)(1) Basic medium (M16)

(2) 기본배지(M16) + 10ng/㎖의 재조합 생쥐 인터루킨-6(Recombinant mouse Interleukin-6 미국 BioSource사, Part No.: PMC0065)(2) Recombinant mouse Interleukin-6 (BioSource, USA, Part No .: PMC0065) of basal medium (M16) + 10ng / ml

(3) 기본배지(M16) + 100ng/ml의 재조합 생쥐 인터루킨-6(Recombinant mouse Interleukin-6 미국 BioSource사, Part No.: PMC0065)(3) Recombinant mouse Interleukin-6 (BioSource of USA, Part No .: PMC0065) of basal medium (M16) + 100ng / ml

2세포기의 세포질이 좋은 생쥐 수정란을 선택하여 상기의 각각의 배지에서 4일간 더 배양하였다. 4일 후, 각 배지에서의 배반포까지의 발달율을 조사하였다. Two-cell-cytoplasmic mouse embryos were selected and further cultured in each of the above mediums for 4 days. After 4 days, the development rate up to blastocysts in each medium was examined.

실시예 4 : 재조합 생쥐 인터루킨-6의 생쥐 복제 수정란의 발달에 대한 효과Example 4 Effect of Recombinant Mouse Interleukin-6 on the Development of Mouse Cloned Embryos

상기 실시예 2에서 생성된 복제 수정란은 실시예 3에서와 같은 처리군의 배지에서 각각 배양되었다. Replication embryos produced in Example 2 were each cultured in the medium of the same treatment group as in Example 3.

복제수정란은 5㎍/㎖의 CB가 들어있는 체외배양배지에서 6시간동안 배양시킨 다음 핵이식란은 상기의 3가지 배지에서 각각 37℃, 5% 이산화탄소의 포화습도 배양기 내에서 4일 동안 배양하였다. 인터루킨-6(Recombinant mouse Interleukin-6 미국 BioSource사, Part No.: PMC0065)이 복제수정란의 발달에 미치는 영향을 조사하기 위하여 체외배지에 재조합 생쥐 인터루킨-6을 첨가하여 배양하였다. 4일째 되는 날에 처리군과 대조군에서의 배반포까지의 발달율을 확인하였다. The cloned eggs were incubated for 6 hours in an in vitro culture medium containing 5 μg / ml CB, and the nuclear transfer embryos were incubated for 4 days in a saturated humidity incubator of 37 ° C. and 5% carbon dioxide in the above three media, respectively. In order to investigate the effects of Recombinant mouse Interleukin-6 (BioSource, Part No .: PMC0065) on the development of cloned eggs, recombinant mouse interleukin-6 was added to the in vitro medium. On day 4, the development rate up to blastocysts in the treated and control groups was confirmed.

실시예 5 : 재조합 생쥐 인터루킨-6의 배반포기의 세포수와 세포사멸에 대한 효과Example 5 Effect of Recombinant Mouse Interleukin-6 on Cell Number and Apoptosis of Blastocysts

5일 동안 배양한 배반포를 회수하여 3.7% 포르말린(formalin) 용액에서 10분간 고정한 후, 2.5㎎/㎖의 소디움아지드(sodium azide)와 2.5㎍/㎖의 호이스트(Hoechst 33342, Sigma사, Cat. No.:B2261)가 함유된 글리세롤(3):PBS(1)의 용액으로 염색하였다.After culturing for 5 days, the blastocysts were recovered and fixed in 3.7% formalin solution for 10 minutes, and then 2.5 mg / ml sodium azide and 2.5 μg / ml hoist (Hoechst 33342, Sigma, Cat. It was stained with a solution of glycerol (3): PBS (1) containing No.:B2261).

이때 난자의 염색과정은 다음과 같다. The egg dyeing process is as follows.

슬라이드글라스의 1/3 부위에 4군데에 파라핀 점적을 형성시킨 다음, 난자를 4군데의 점 가운데에 4 내지 10개 정도 올려놓고 커버글라스를 덮었다. 다음, 볼펜이나 피펫팁 등의 가는 물건을 이용하여 난자를 눌렀다. 그리고, 호이스트(Hoechst 33342 Sigma사, Cat. No.:B2261)가 포함된 용액을 흘려보내고 거름종이를 반대편에 대어 용액을 통과시켰다.Paraffin droplets were formed in four places on one-third of the slide glass, and then 4 to 10 eggs were placed in the middle of the four spots and the cover glass was covered. Next, the egg was pressed using a thin object such as a ballpoint pen or a pipette tip. Then, the solution containing the hoist (Hoechst 33342 Sigma, Cat. No.:B2261) was flowed and the filter paper was passed on the opposite side to pass the solution.

상기 3가지 배지에서 배양한 돼지 단위발생란의 배반포기의 세포사멸률을 조사하기 위하여 세포사멸확인키트(in situ Cell Death Detection Kit)를 이용하였다. 체외배양 5일째 되는 날에 3.7% 포르말린 용액에서 1시간 고정한 후, 폴리비닐피롤키돈(PVP)이 함유된 인산염 완충용액(PBS)으로 세척하였다. 그리고 0.5% Triton-X-100에서 1시간 동안 침투시킨 후, 세척하고 플루오레세인-공액결합(fluorescein-conjugated) 디옥시우리딘삼인산(dUTP)와 말단 디옥시뉴클레오티딜트랜스퍼라아제 효소(terminal deoxynucleotidyl transferase enzyme)를 37℃, 암실에서 1시간동안 반응시켰다. 또한 세포 생존율을 확인하기 위하여 40㎍/㎖ 요오드화프로피디움(propidium iodide ; PI)과 40㎍/㎖ RNase A를 처리하여 37℃, 암실에서 1시간동안 반응시킨 후, 형광현미경 하에서 관찰하였다. In situ Cell Death Detection Kit was used to investigate the cell death rate of the blastocyst stage of porcine unit embryos cultured in the above three media. After 1 hour fixation in 3.7% formalin solution on day 5 of in vitro culture, the cells were washed with phosphate buffer solution (PBS) containing polyvinylpyrrolidone (PVP). And infiltrated at 0.5% Triton-X-100 for 1 hour, followed by washing and fluorescein-conjugated deoxyuridine triphosphate (dUTP) and terminal deoxynucleotidyltransferase enzyme (terminal). deoxynucleotidyl transferase enzyme) was reacted at 37 ° C. in the dark for 1 hour. In addition, 40 μg / ml propidium iodide (PI) and 40 μg / ml RNase A were treated to confirm cell viability and reacted at 37 ° C. in the dark for 1 hour, followed by fluorescence microscopy.

실시예 6 : 재조합 생쥐 인터루킨-6의 세포사멸 관련 유전자 발현에 대한 효과Example 6 Effect of Recombinant Mouse Interleukin-6 on Gene Expression Related to Apoptosis

배반포까지 발달한 수정란을 대조군과 처리군에서 각각 10개씩 회수하여 튜브에 수집하였다. 다음 액체질소에서 급속히 동결시킨 후, -70℃에 분석시까지 보관하였다. 난자의 mRNA는 다이나비즈 mRNA 다이렉트 키트(Dynabeads mRNA Direct Kit ; Dynal Asa, Oslo, Norway)를 이용하여 회사의 프로토콜에 따라 분리를 하였다. cDNA는 추출한 mRNA로부터 Oligo(dT)12-18(Invitrogen Co., Grand Island, NY)와 슈퍼스크립트 리버스 트랜스크립타아제 효소(Superscript reverse transcriptase enzyme ; Invitrogen Co., Grand Island, NY)를 이용하여 합성하였다. 본 실험에서 히스톰 H2a mRNA(histome H2a mRNA)를 내부기준(internal standard)으로 사용하여 각 유전자의 상대적 발현양을 구하였다. 다음 실시간 역전사효소 중합연쇄반응에 의해 40회(cycle) 씩 증폭시켰다.The fertilized eggs developed up to blastocyst were collected from the control and treatment groups, respectively, and collected in tubes. It was then rapidly frozen in liquid nitrogen and stored at -70 ° C until analysis. Oocyte mRNA was isolated according to the company's protocol using the Dynabeads mRNA Direct Kit (Dynal Asa, Oslo, Norway). cDNA was synthesized from extracted mRNA using Oligo (dT) 12-18 (Invitrogen Co., Grand Island, NY) and Superscript reverse transcriptase enzyme (Invitrogen Co., Grand Island, NY). It was. In this experiment, the relative expression level of each gene was determined using histomic H2a mRNA (histome H2a mRNA) as an internal standard. Next, amplification was performed 40 times by real time reverse transcriptase polymerase chain reaction.

분석은 3반복을 진행한 후, SAS GLM 프로그램의 터키 다중 영역 시험법(Tukey's Multiple Range Test)에 의해 유의성을 검증하였다. 데이타는 평균±표준오차로 값으로 나타내었으며, P<0.05이면 유의성이 있는 것으로 판정한다. After the analysis was repeated three times, the significance was verified by the Turkey's Multiple Range Test of the SAS GLM program. Data are expressed as mean ± standard error, and P <0.05 is considered significant.

하기 표 1에는 생쥐 체세포 핵이식 수정란의 체외배양용 기본배(M16 배지)의 조성을 나타내었다.Table 1 below shows the composition of the basal culture (M16 medium) for in vitro culture of mouse somatic cell nuclear transfer embryos.

성분ingredient 농도(g/ℓ)Concentration (g / ℓ) 염화칼슘(calcium chlorideㆍ2H2O)Calcium chloride (2H 2 O) 0.251370.25137 황산마그네슘 무수물(magnesium sulfate anhydrous)Magnesium sulfate anhydrous 0.16490.1649 염화칼륨(potassium chloride)Potassium chloride 0.356350.35635 인산이수소칼륨(potassium phosphate monobasic)Potassium Dihydrogen Phosphate (potassium phosphate monobasic) 0.1620.162 중탄산나트륨(sodium bicarbonate)Sodium bicarbonate 2.1012.101 염화나트륨(sodium chloride)Sodium chloride 5.531935.53193 소의 알부민(분획 V)(Albumin, Bovine Fraction V)Albumin (Bovine Fraction V) 4.04.0 디-글루코스(d-glucose)D-glucose 1.01.0 페놀레드ㆍ나트륨(Phenol RedㆍNa)Phenolic red sodium 0.01060.0106 피루빈산나트륨(pyrubic acidㆍNa)Sodium pyruvate (Na) 0.03630.0363 DL-젖산나트륨(DL-lactic acidㆍNa)DL-lactic acid (Na) 3.319853.31985

하기 표 2에는 생쥐 체세포 핵이식 수정란의 활성화 배지(Ca2+-제거 CZB)의 조성을 나타내었다.Table 2 below shows the composition of the activating medium (Ca 2+ -removed CZB) of mouse somatic cell nuclear transfer embryos.

성분ingredient 농도density 황산마그네슘 무수물(magnesium sulfate anhydrous)Magnesium sulfate anhydrous 1.18mM1.18mM 염화칼륨(potassium chloride)Potassium chloride 4.83mM4.83mM 인산이수소칼륨(potassium phosphate monobasic)Potassium Dihydrogen Phosphate (potassium phosphate monobasic) 1.18mM1.18mM 에틸렌디아민테트라아세테이트(EDTA)Ethylenediaminetetraacetate (EDTA) 0.11mM0.11 mM 중탄산나트륨(sodium bicarbonate)Sodium bicarbonate 25.12mM25.12 mM 염화나트륨(sodium chloride)Sodium chloride 81.62mM81.62mM 소의 알부민(분획 V)(Albumin, Bovine Fraction V)Albumin (Bovine Fraction V) 0.04%0.04% 피루빈산나트륨(pyrubic acidㆍNa)Sodium pyruvate (Na) 0.27mM0.27 mM DL-젖산나트륨(DL-lactic acidㆍNa)DL-lactic acid (Na) 31.30mM31.30mM

상기 실시예 3 및 4에서 생산된 수정란 및 복제수정란을 5일 동안 상기 3가지 종류의 배지에서 배양한 결과, 하기 표 3에 나타난 바와 같이 생쥐 수정란의 발달율에서는 차이를 보이지 않았지만(표 3 ; 기본배지(M16)에서 인터루킨-6의 수정란의 발달율에 관한 효과), 복제수정란의 경우에는 재조합 생쥐 인터루킨-6을 100ng/㎖ 첨가한 처리군에서 배반포까지의 발달율이 향상됨을 확인할 수 있었다(P<0.05, 표 4 ; 기본배지(M16에서 인터루킨-6의 복제수정란의 발달율에 관한 효과).As a result of incubating the fertilized eggs and cloned eggs produced in Examples 3 and 4 in the above three types of medium for 5 days, there was no difference in the development rate of mouse fertilized eggs as shown in Table 3 below (Table 3; basic medium). (M16) effect on the development rate of interleukin-6 fertilized egg), cloned fertilized egg was improved in the developmental group to the blastocyst in the treatment group added 100ng / ㎖ of recombinant mouse interleukin-6 (P <0.05, Table 4: Basic medium (effect on the development rate of cloned embryos of interleukin-6 in M16).

배지badge 난자수Egg number 배반포기 발달률(%)Blastocyst development rate (%) M16M16 382382 98.31±5.1298.31 ± 5.12 M16 + 10ng/㎖ 인터루킨-6M16 + 10ng / ml Interleukin-6 382382 97.22±6.0297.22 ± 6.02 M16 + 100ng/㎖ 인터루킨-6M16 + 100ng / ml Interleukin-6 371371 98.83±5.4298.83 ± 5.42

배지badge 난자수Egg number 배반포기 발달률(%)Blastocyst development rate (%) M16M16 9898 45.1±4.2145.1 ± 4.21 M16 + 10ng/㎖ 인터루킨-6M16 + 10ng / ml Interleukin-6 8989 57.1±3.21*57.1 ± 3.21 * M16 + 100ng/㎖ 인터루킨-6M16 + 100ng / ml Interleukin-6 9191 55.9±2.17*55.9 ± 2.17 * * P<0.05 * P <0.05

상기 실시예 5에서 생산된 생쥐 수정란을 상기 2가지 배지에서 배양시킨 결과 하기 표 5(기본배지(M16)에서 인터루킨-6의 배반포기 세포수에 대한 효과)에 나타난 바와 같이, 5일 동안 인터루킨-6을 첨가한 배지에서 배양한 세포 생존율 증가에 따른 효과는 배지에 인터루킨-6을 100ng/㎖ 처리하였을 때 유의적으로 높은 할구세포의 생존율 즉, 배반포에서 많은 세포수를 나타내었으며(표 5), 또한 세포사멸이 현저하게 감소함을 나타내었다(표 6 ; 기본배지(M16)에서 인터루킨-6의 배반포기 수정란의 세포사멸억제에 대한 효과).As a result of culturing the mouse fertilized egg produced in Example 5 in the above two medium, as shown in Table 5 (effect on the blastocyst cell number of interleukin-6 in basal medium (M16)), interleukin- for 5 days. The effect of increasing cell viability in medium supplemented with 6 showed a significantly higher survival rate of blastocysts, ie, a higher number of cells in blastocysts, when 100 ng / ml of interleukin-6 was treated in the medium (Table 5). In addition, apoptosis was shown to be markedly reduced (Table 6; effect on the suppression of apoptosis of blastocyst embryos of interleukin-6 in basal medium (M16)).

상기 실시예 6에서 생산된 생쥐 수정란을 상기 3가지 배지에서 배양시킨 결과, 표 7(인터루킨-6에 의한 배반포의 세포사멸에 관련된 유전자 발현에 대한 영향)에 나타난 바와 같이 인터루킨-6의 세포사멸 유전자 표현에 대한 효과는 기본배지에 100ng/㎖ 인터루킨-6을 처리하였을 때 세포사멸을 유발하는 유전자 발현이 유의적으로 낮음을 보였다(P<0.05).As a result of culturing the mouse fertilized egg produced in Example 6 in the above three media, the apoptosis gene of interleukin-6 as shown in Table 7 (influence on gene expression related to apoptosis of blastocysts by interleukin-6) The effect on the expression showed that the expression of genes that induce apoptosis was significantly lower (P <0.05) when 100ng / ml interleukin-6 was treated in the basal medium.

배지badge 반복횟수Repeat count 배반포기 발달률(%)Blastocyst development rate (%) M16M16 55 1.00±0.001.00 ± 0.00 M16 + 10ng/㎖ 인터루킨-6M16 + 10ng / ml Interleukin-6 55 0.87±0.070.87 ± 0.07 M16 + 100ng/㎖ 인터루킨-6M16 + 100ng / ml Interleukin-6 55 0.36±0.04*0.36 ± 0.04 * * P<0.05 * P <0.05

상기 설명한 바와 같이, 본 발명은 생쥐 수정란 및 복제 수정란을 체외에서 배양할 때 재조합 생쥐 인터루킨-6(Recombinant mouse Interleukin-6 미국BioSource사, Part No.: PMC0065)를 첨가함으로써 세포 생존율(배반포에서의 세포수)을 증가시키고, 세포사멸을 억제하며, 세포사멸을 유발하는 유전자의 발현을 감소시켜 보다 양질의 배반포기배로 발달시킬 수 있는 간편한 배양법을 제공하고 있다. 또한, 본 발명은 지금까지 주로 이용하고 있는 단백질 첨가에 의한 배양법보다도 명확한 결과를 보여주고 있다. 따라서, 본 발명은 수정란의 체외배양 과정을 필수적으로 요구하고 있는 형질 전환 동물 및 복제동물의 생산효율을 개선할 수 있는 매우 유용한 발명이다. As described above, the present invention provides cell viability (cells in blastocysts) by adding recombinant mouse Interleukin-6 (Part No .: PMC0065) when culturing mouse fertilized eggs and cloned eggs in vitro. It provides a simple culture method that can increase the number of cells), inhibit apoptosis, and reduce the expression of genes that induce apoptosis and develop into higher quality blastocysts. In addition, the present invention shows a clearer result than the culturing method by the addition of protein mainly used until now. Therefore, the present invention is a very useful invention that can improve the production efficiency of transgenic animals and clones, which is indispensable for in vitro culture of fertilized eggs.

본 발명은 수정란의 체외배양 과정을 필수적으로 요구하고 있는 형질 전환 동물 및 복제동물의 생산효율을 개선할 수 있는 것으로서, 생명공학 분야의 산업에 서 이용될 수 있다. The present invention can improve the production efficiency of transgenic animals and clones, which are indispensable for in vitro culture of fertilized eggs, and can be used in the industry of biotechnology.

도 1은 배반포기의 생쥐 수정란, 대조군에 비해 처리군 (10 혹은 100ng/ml의 재조합 생쥐 인터루킨-6)에서 세포사멸이 적게 일어남이 관찰한 사진이다. 1 is a photograph showing that the cell death of blastocyst stage, less apoptosis in the treated group (10 or 100ng / ml recombinant mouse interleukin-6) compared to the control group.

도 2는 핵이식한 배반포 난자들 : 100ng/ml의 재조합 생쥐 인터루킨-6이 첨부된 난자에서 보다 더 많은 난자가 배반포로 발생함을 나타낸 사진이다.Fig. 2 is a photograph showing that the blastocyst ovulated blastocyst ovum: 100 ng / ml of recombinant mouse interleukin-6 is more ovum than ovulation in the ovum.

Claims (3)

수정란 및 복제 수정란 체외배양에 있어서,In fertilized and cloned embryos in vitro culture, 기본배지(M16)에 재조합 생쥐 인터루킨-6를 첨가하여 체외에서 착상전 초기 수정란 및 복제 수정란을 배반포기배로 배양하는 것을 특징으로 하는 생쥐 수정란의 체외배양 방법.In vitro culture of mouse fertilized egg characterized in that the addition of recombinant mouse interleukin-6 to the basal medium (M16) culturing the pre-implantation initial embryo and cloned embryo in vitro blastocyst. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수정란이 생쥐 수정란 인 것을 특징으로 하는 생쥐 수정란의 체외배양 방법.In vitro culture method of the mouse fertilized egg, characterized in that the fertilized egg is a mouse fertilized egg. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수정란이 생쥐 복제수정란 인 것을 특징으로 하는 생쥐 수정란의 체외배양 방법.The in vitro culture method of the fertilized mouse, characterized in that the fertilized egg is a mouse clone.
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