Всероссийский научно-исследовательский институт физиологии, биохимии и питания животных – филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр животноводства – ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста»
ИЗУЧЕНИЕ РАЗВИТИЯ ПАРТЕНОГЕНЕТИЧЕСКИХ ЭМБРИОНОВ BOS TAURUS: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ФАКТОРА ИНГИБИРОВАНИЯ ЛЕЙКЕМИИ ПРИ СОЗРЕВАНИИ ООЦИТОВ IN VITRO
- Номер: 4
- Страницы: 43-50
Журнал: Проблемы биологии продуктивных животных
Аннотация:
Лейкемию ингибирующий фактор (LIF) является цитокином, который играет важную роль в созревании ооцитов млекопитающих. Цель исследования - изучение влияния разной концентрации LIF in vitro на ядерное созревание ооцитов и способность их к эмбриональному развитию после партеногенетической активации. Выделенные post mortem ооцит-кумулюсные комплексы (ОКК) культивировали в среде созревания в отсутствие (контроль) или в присутствии различных концентраций (10, 20, 40, 80 и 160 нг/мл) LIF. Через 22 ч созревшие ооциты (ооциты с первым полярным тельцем) искусственно активировали и культивировали для оценки компетенции к эмбриональному развитию. На 2-е сутки после активации оценивали дробление, на 7-е сутки определяли число эмбрионов, развившихся до стадии бластоцисты. Полученные 7-дневные эмбрионы также фиксировали и окрашивали DAPI для оценки локализации ядер. Не выявлено влияния условий культивирования на завершение ядерного созревания. Не выявлено существенных межгрупповых различий при варьировании доли созревших ооцитов в интервале 75-91%. Также отсутствовали различия между вариантами в уровне дробления ооцитов после партеногенетической активации. В то же время, условия созревания ооцитов влияли на их развитие до стадии бластоцисты, без изменения качества последних. Созревание ОКК в присутствие 20 нг/мл LIF повышало выход бластоцист от 21,7±1,5 в контроле до 29,1±3,4% (P<0,05). Снижение концентрации LIF (до 10 нг/мл) не влияло на выход бластоцист, а увеличение до 40, 80 и 160 нг/мл приводило к равно негативному эффекту, который по отношению к контролю имел характер тенденции, а при сравнении с концентрацией 20 нг/мл проявлял статистически значимый эффект (P<0,05- 0,01). Таким образом, LIF в среде созревания оказывает дозо-зависимое стимулирующее действие на способность ооцитов коров к последующему эмбриональному развитию in vitro. Заключили, что оптимальной концентрацией LIF в среде для получения партеногенетических эмбрионов является 20 нг/мл.
Литература:
1. Сингина Г.Н., Лопухов А.В., Шедова Е.Н. Развитие клонированных эмбрионов крупного рогатого скота in vitro в зависимости от параметров слияния и активации. // Сельскохозяйственная биология. 2020. Т. 55. № 2. С. 295-305. doi: 10.15389/agrobiology.2020.2.295rus.
2. Amargant F., Zhou L.T., Yuan Y. et al. FGF2, LIF, and IGF1 (FLI) supplementation during human in vitro maturation enhances markers of gamete competence. // Hum. Reprod. 2023. Vol. 38 nr 10. P. 1938-1951. doi: 10.1093/humrep/dead162.
3. Bartolacci A., Busnelli A., Pagliardini L. et al. Assessing the developmental competence of oocytes matured following rescue in vitro maturation: a systematic review and meta-analysis. // J. Aass. Rreprod. Gen. 2024. Vol. 41 nr 8. P. 1939-1950. doi: 10.1007/s10815-024-03211-9.
4. Bavister B.D., Liebfried M.L., Lieberman G. Development of preimplantation embryos of the golden hamster in a defined culture medium. // Biol. Reprod. 1993. Vol. 28 nr 1. P. 235-247. doi: 10.1095/biolreprod28.1.235.
5. Blanco M.R., Demyda P.S., Moreno M.M., Genero E. Developmental competence of in vivo and in vitro matured oocytes: a review // Biotechn. Mol. Biol. Rev. 2011. Vol. 6. nr 7. P. 155-165.
6. Cadoret V., Jarrier-Gaillard P., Papillier P. et al. Leukaemia inhibitory factor modulates the differentiation of granulosa cells during sheep in vitro preantral to antral follicle development and improves oocyte meiotic competence. // Mol. Hum. Reprod. 2021. Vol. 27 nr 9. Art. gaab051. doi: 10.1093/molehr/gaab051
7. Currin L., Glanzner W.G., Gutierrez K. et al. Optimizing swine in vitro embryo production with growth factor and antioxidant supplementation during oocyte maturation. // Theriogen. 2022. Vol. 194. P. 133-143. doi: 10.1016/j.theriogenology.2022.10.005
8. Dalbies-Tran R., Cadoret V., Desmarchais A. et al. A сomparative analysis of oocyte development in mammals.// Cells. 2020. Vol. 9. nr 4. P. 1002. doi: 10.3390/cells9041002
9. Eckert J., Niemann H. MRNA expression of leukaemia inhibitory factor (LIF) and its receptor subunits glycoprotein 130 and LIF-receptor-β in bovine embryos derived in vitro or in vivo. // Mol. Hum. Reprod. 1998. Vol. 4 nr 10. P. 957-965. doi: 10.1093/molehr/4.10.957.
10. Ledee-Bataille N. Concentration of leukaemia inhibitory factor (LIF) in uterine flushing fluid is highly predictive of embryo implantation // Hum. Reprod. 2002. Vol. 17 nr 1. P. 213–218.
11. Lonergan P., Fair T. In vitro-produced bovine embryos: dealing with the warts // Theriogen. 2008. Vol. 69 nr 1. P. 17-22. doi: 10.1016/j.theriogenology.2007.09.007
12. Molyneaux K.A. GP130, the shared receptor for the LIF/IL6 cytokine family in the mouse, is not required for early germ cell differentiation, but is required cell-autonomously in oocytes for ovulation. // Development. 2003. Vol. 130. nr 18. P. 4287-4294.
13. Mo X., Wu G., Yuan D., Jia B., Liu C., Zhu S., Hou Y. Leukemia inhibitory factor enhances bovine oocyte maturation and early embryo development. // Mol. Reprod. Devel. 2014. Vol. 81. nr 7. P. 608-618. doi: 10.1002/mrd.22327
14. Procházka R., Bartková A., Němcová L. et al. The role of MAPK3/1 and AKT in the acquisition of high meiotic and developmental competence of porcine oocytes cultured in vitro in fli medium. // Intern. J. Molec. Sci. 2021. Vol. 22. nr 20. P. 11148. doi: 10.3390/ijms222011148
15. Pytel A.T., Żyżyńska-Galeńska K., Gajewski Z., Papis K. Factors defining developmental competence of bovine oocytes collected for in vitro embryo production. // Biol. Reprod. 2024. Vol. 111. nr. P. 1-10. doi: 10.1093/biolre/ioae065
16. Rosenkrans C.F.Jr., First N.L. Effect of free amino acids and vitamins on cleavage and develop-mental rate of bovine zygotes in vitro. // J. Anim. Sci. 1994. Vol. 72. nr 2. P. 434-437. doi: 10.2527/1994.722434x
17. Sirard M.A., Coenen K. In vitro maturation and embryo production in cattle // Meth. Mol. Biol. 2006. Vol. 348. P. 35-42. doi: 10.1007/978-1-59745-154-3_2
18. Stroebech L., Mazzoni G., Pedersen H.S. et al. In vitro production of bovine embryos: revisiting oocyte development and application of systems biology. // Anim. Reprod. 2015. Vol. 12. nr 3. P. 465-472.
19. Stoecklein K.S., Ortega M.S., Spate L.D., Murphy C.N., Prather R.S. Improved cryopreservation of in vitro produced bovine embryos using FGF2, LIF, and IGF1. // PLoS One. 2021. Vol. 16 nr 2. e0243727. doi: 10.1371/journal.pone.0243727
20. Tian H., Qi Q., Yan F., Wang C., Hou F., Ren W., Zhang L., Hou J. Enhancing the developmental competence of prepubertal lamb oocytes by supplementing the in vitro maturation medium with sericin and the fibroblast growth factor 2 - leukemia inhibitory factor - Insulin-like growth factor 1 combination. // Theriogen. 2021. Vol. 159. P. 13-19. doi: 10.1016/j.theriogenology.2020.10.019
21. Wasielak M., Wiesak T., Bogacka I., Jalali B.M., Bogacki M. Maternal effect gene expression in porcine metaphase ii oocytes and embryos in vitro: effect of epidermal growth factor, interleukin-1β and leukemia inhibitory factor. // Zygote. 2017. Vol. 25. P. 120-130. 10.1017/S0967199416000332 [
22. Wrenzycki C., Stinshoff H. Maturation environment and impact on subsequent developmental competence of bovine oocytes. // Reprod. Dom. Anim. 2013. Vol. 48 Suppl 1. P. 38-43. doi: 10.1111/rda.12204.
23. Yuan Y.L., Spate D., Redel B.K., Tian Y., Zhou J., Prather R.S., Roberts R.M. Quadrupling efficiency in production of genetically modified pigs through improved oocyte maturation. // Proc. Nat. Acad. Sci. 2017. Vol. 114. nr 29. P. 5796-5804. doi: 10.1073/pnas.1703998114
24. Zhao T., Pan Y., Li Q. et al. Leukemia inhibitory factor enhances the development and subsequent blastocysts quality of yak oocytes in vitro // Front. Vet. Sci. 2022. Vol. 9. 997709. doi: 10.3389/fvets.2022.997709