猪卵母细胞冷冻损伤的研究进展

卵母细胞冷冻保存技术的发展为体外受精、核移植以及转基因动物生产等胚胎工程技术提供了极大的灵活性,同时为家畜保种及珍稀濒危动物的保护提供了新的技术途径。在此,综述了以猪为主的家畜卵母细胞的冷冻保存的原理及冷冻保存对卵母细胞超微结构和发育潜力的影响,以期为猪卵母细胞的冷冻保存研究提供一定的理论参考,从而提高猪卵母细胞冷冻后的成活率和体外受精生产效率。     

哺乳动物卵母细胞冷冻保存研究进展

阐述了卵母细胞冷冻保存在核移植、体外受精、转基因生产及人类医疗等方面的意义,介绍了卵母细胞冷冻保存的方法、机理及冷冻保护剂的种类,论述了冷冻保存对卵母细胞发育的影响等问题。     

家畜体外受精技术研究进展

综述了家畜卵母细胞的采集和体外成熟培养,体外受精及胚胎培养的研究进展,指出了家畜体外受精技术存在的问题和发展前景。     

猪卵母细胞玻璃化冷冻后的超微结构变化

为研究猪未成熟期(GV期)和体外成熟期(MⅡ期)卵母细胞玻璃化冷冻后的超微结构变化,随机取新鲜与冷冻-解冻后的GV期和MⅡ期卵母细胞制备电镜标本.GV期和MⅡ卵母细胞分3组进行处理:Ⅰ组为对照组,Ⅱ组为GV期卵母细胞冷冻组,Ⅲ组为MⅡ期卵母细胞冷冻组.结果表明,所用玻璃化冷冻程序更适用于猪GV期卵母细胞的冷冻保存,GV期冷冻组卵母细胞的二乙酸荧光素(FDA)染色存活率、卵裂率均明显高于MⅡ期卵母细胞冷冻组.透射电镜观察结果发现,猪GV期卵母细胞经玻璃化冷冻后,主要表现为部分卵丘-卵母细胞复合体(COC)发生卵丘细胞脱落,透明带破损,卵丘细胞碎裂,卵丘细胞与卵母细胞间的连接受到破坏,卵母细胞微绒毛断裂、消失、数量减少,卵母细胞内脂滴多呈均质状.而MⅡ期卵母细胞冷冻后,皮质颗粒仍呈单层排列于质膜下,仅可见形态不规则的不均质脂滴,其周围常严重空泡化.试验表明,采用适当的冷冻方案,可以获得少量源于冷冻保存的猪GV期卵母细胞的胚胎.而猪MⅡ期卵母细胞冷冻后,经体外受精未见卵裂,脂滴严重空泡化是其最为明显的变化.     

猪卵母细胞玻璃化冷冻后的超微结构变化

为研究猪未成熟期(GV期)和体外成熟期(MⅡ期)卵母细胞玻璃化冷冻后的超微结构变化,随机取新鲜与冷冻-解冻后的GV期和MⅡ期卵母细胞制备电镜标本.GV期和MⅡ卵母细胞分3组进行处理:Ⅰ组为对照组,Ⅱ组为GV期卵母细胞冷冻组,Ⅲ组为MⅡ期卵母细胞冷冻组.结果表明,所用玻璃化冷冻程序更适用于猪GV期卵母细胞的冷冻保存,GV期冷冻组卵母细胞的二乙酸荧光素(FDA)染色存活率、卵裂率均明显高于MⅡ期卵母细胞冷冻组.透射电镜观察结果发现,猪GV期卵母细胞经玻璃化冷冻后,主要表现为部分卵丘-卵母细胞复合体(COC)发生卵丘细胞脱落,透明带破损,卵丘细胞碎裂,卵丘细胞与卵母细胞间的连接受到破坏,卵母细胞微绒毛断裂、消失、数量减少,卵母细胞内脂滴多呈均质状.而MⅡ期卵母细胞冷冻后,皮质颗粒仍呈单层排列于质膜下,仅可见形态不规则的不均质脂滴,其周围常严重空泡化.试验表明,采用适当的冷冻方案,可以获得少量源于冷冻保存的猪GV期卵母细胞的胚胎.而猪MⅡ期卵母细胞冷冻后,经体外受精未见卵裂,脂滴严重空泡化是其最为明显的变化.     

家畜胚胎体外生产技术

家畜胚胎体外生产技术是胚胎工程技术的重要内容之一。本文对家畜胚胎体外生产的相关主要技术环节,包括卵母细胞的体外成熟技术、体外受精技术及早期胚胎的体外培养技术等进行了综述,同时对该技术的发展前景进行了展望。     

家畜体外受精的研究进展

家畜体外受精技术已日趋成熟。卵泡卵母细胞体外成熟率在牛、猪、绵羊和山羊分别达到90%、87%、83%和79%。精子体外获能方面,趋向于应用肝素代替钙离子载体诱导家畜的射出精子和冷冻精子体外获能,已在牛、猪、绵羊和山羊有试管后代产生。精子注入法是80年代后期发展起来的一种新型的体外受精方法,目前已取得将兔和牛精子注入的成功,并获得了发育正常的后代。     

微流控技术在解决猪体外受精中多精入卵问题中的应用进展

凭借自动化、高灵敏度和高精确度的优势,微流体技术可以实现复杂精细的生物学实验流程控制,保证对试验现象与试验结果的实时准确获取。通过检索近年来微流体装置在哺乳动物卵母细胞体外成熟、体外受精以及胚胎体外培养中的研究报道,总结了微流控技术在哺乳动物胚胎学研究中的应用,提出了将微流控技术应用于猪体外受精技术,目的在于解决并克服猪体外受精中存在的多精入卵,为完善猪体外受精技术提供可行的解决方案,同时为人类医学辅助生殖技术的优化完善提供新思路。     

猪卵母细胞冷冻技术研究进展

综述了猪卵母细胞的冷冻保存方法和解冻方法,同时对保存效果、影响保存的因素、保护剂的选择等进行探讨。最后,展望了猪卵母细胞冷冻技术的应用前景。     

猪卵母细胞冷冻保存研究

【目的】本研究试图通过比较猪卵母细胞超低温冷冻保存方法、冷冻承载工具、冷冻卵母细胞的类型，从而有效地保存猪卵母细胞;【方法】利用屠宰场卵巢采集的卵母细胞，以台盼蓝染色、二乙酸荧光素（FDA）染色鉴定卵母细胞冷冻后的成活率，以体外成熟和体外受精鉴定卵母细胞冷冻后的发育能力，研究了不同冷冻方法和不同冷冻保护剂对猪卵母细胞的冷冻效果。【结果】（1）程序化法冷冻保存中，9%乙二醇（EG），10%二甲基亚砜（DMSO），10%甘油（Gly）均对猪MII期卵母细胞有冷冻保护作用，极显著高于对照组（FDA染色成活率33.8%，25.8%，23.5% vs 2.5%，P <0.01），且以9%EG的效果最好，显著高于另外两组（ 33.8% vs 25.8%，23.5%, P <0.05）。（2）玻璃微细管（GMP）法是猪卵母细胞超低温冷冻的较好方法，以普通的麦管（Straw）法进行的程序化冷冻为对照组，GMP管法显著提高猪卵母细胞的冷冻成活率（分别为63.3%和34.5%，P<0.05）。（3）在玻璃化冷冻方法中，不同的冷冻液载体对猪卵母细胞冷冻成活率有影响。以EFS40为冷冻液，Straw和GMP管作冷冻液载体，卵母细胞的成活率分别为45.0%和65.9%，二者差异显著（P <0.05）。（4）用Straw的程序化冷冻法和用GMP管的玻璃化冷冻法对猪GV期卵母细胞冷冻均有效，但二者差异显著（成活率分别为30.0%和59.7%，P<0.05）。冷冻后继续培养，分别有2.8%和6.3%的卵母细胞周围颗粒层发生扩散。（5）冷冻对MII期卵母细胞的发育潜能影响较大，用新鲜精液使其受精，仅有4.9%的受精卵分裂，极显著低于对照组的49.5%（P<0.01）；发育至4-细胞期的比例为1.7%，但未能发育至8-细胞期以上胚胎。【结论】选用MⅡ期卵母细胞、以GMP管为冷冻承载工具、应用玻璃化冷冻方法能够较好地保存猪卵母细胞，为进一步完善猪卵母细胞超低温冷冻保存技术体系提供了参考依据。     

试管奶山羊的研究

1990年6月7日,1只“试管奶山羊”在我校家畜生殖内分泌研究室降生,这是国内首例、世界第二例。 家畜精子体外获能与体外受精是本世纪80年代以来迅速发展起来的一项胚胎工程技术,是纯粹通过体外培养条件达到生产“试管动物”的先进繁殖技术。体外受精研究己有120多年历史,1951年张明觉和Austin分别发现精子获能现象后,开创了哺乳动物体外受精研究的新纪元。当今,通过此项技术已有20种动物获得成功,其中10种动物获得试管后代,包括牛、猪、绵羊和山羊等家畜。 精子体外获能与体外受精主要包括以下技术:(1)精子体外获能;(2)获能精子与成熟卵母细胞共同培养;(3)受精卵的体外培养与移植。其中精子体外获能是关键技术之一。     

猪囊胚的体外生产技术

利用屠宰场猪卵巢卵母细胞经体外成熟、体外受精后,体外培育至囊胚阶段,并以体外生产的猪囊胚细胞数来衡量囊胚质量.试验共对5 84 9枚猪卵母细胞进行体外成熟、体外受精,其中3974枚卵母细胞在体外受精后发生卵裂,卵裂率为6 6 4 %±1 6 % ,2 136枚发育形成囊胚,占卵裂胚数的5 6 2 %±2 4 % ,占卵母细胞数的36 7%±1 3% ;检查了98枚囊胚,其平均细胞数为4 1 6±1 8;另外又检查了4 7枚囊胚,其平均内细胞团细胞数为3 85±0 5 6、滋养层细胞数为4 4 70±2 87.     

玻璃化冷冻对猪卵母细胞体外发育能力的影响

采用猪未成熟(GV期)和体外成熟(MⅡ期)卵母细胞分组进行冷冻保护剂毒性试验,试验组经冷冻液处理,对照组不用冷冻液处理。结果表明,GV期与MⅡ期卵母细胞相比,两者经冷冻保护剂处理后,其存活率、体外受精胚卵裂率均无显著差异(P>0.05);试验组GV期卵母细胞存活率、体外成熟率及体外受精胚卵裂率虽略低于对照组(85.9%,72.4%和50.9%对91.3%,73.9%和53.3%),但差异不显著(P>0.05);试验组MⅡ期卵母细胞存活率虽显著低于对照组,但卵裂率与对照组无显著差异(P>0.05)。表明所用冷冻液及其处理程序,对卵母细胞无明显毒性。分3组对猪卵母细胞进行冷冻保存试验:I组为对照组;II组为GV期卵母细胞冷冻组;III组为MⅡ期卵母细胞冷冻组。结果表明,经开放式拉管(Open pulled straw,OPS)法玻璃化冷冻后,GV期和MⅡ期卵母细胞均获得较高的形态正常率,但GV期卵母细胞冷冻后存活率要显著高于MⅡ期卵母细胞(P<0.05)。经玻璃化冷冻后,GV期卵母细胞的体外成熟率和卵裂率均明显低于新鲜卵母细胞(42.6%和7.79%对73.9%和53.3%,P<0.05),MⅡ期卵母细胞冷冻-解冻后未获得卵裂。在GV期卵母细胞冷冻组,154枚卵母细胞冷冻后经体外成熟、体外受精及体外培养,共有12枚发生卵裂,其中6枚发育至8-细胞,3枚发育至16-细胞,3枚发育至桑椹胚。本研究表明,所用冷冻方案更适合于猪GV期卵母细胞的冷冻保存。     

简讯

我校畜牧系繁殖研究室于1987年接受了农业部“七五”计划重点科研项目——猪的体外受精。一年多来,进行了猪卵母细胞的体外培养成熟、精子体外获能和体外受精等技术的研究。目前,用从屠宰场采集的卵母细胞经体外培养18小时后卵丘细胞扩展率为95.58％(216/     

培养基的保存温度对牛卵母细胞体外受精的影响

研究了培养基保存温度对牛卵母细胞体外受精的影响。结果表明,基础培养基中激素不同添加时间对牛卵母细胞体外成熟率、牛体外受精胚胎卵裂率及囊胚率差异不显著(P0.05);提前添加激素在4℃不能长期保存,而在-20℃能长期冷冻保存,并不会对牛卵母细胞体外受精胚胎的发育产生太大的影响。     

免疫抑制素/卵泡抑素对家畜胚胎体外生产效率的提高

在家畜卵母细胞体外成熟培养过程中添加不同浓度的抗抑制素抗体或抗卵泡抑素抗体,通过观察卵母细胞的成熟率、激活后的卵裂率及囊胚发育率,研究免疫抑制素与卵泡抑素对家畜卵母细胞体外发育能力的影响。结果显示:就水牛、奶牛及猪而言,在卵母细胞成熟过程中分别单独添加抗抑制素抗体与抗卵泡抑素抗体均能显著提高卵母细胞的体外成熟与卵裂率,添加的适宜浓度为50~100μg/ml。而添加抗卵泡抑素抗体还能显著提高水牛和猪的囊胚发育率。卵母细胞体外成熟期添加抗抑制素抗体与抗卵泡抑素抗体能显著提高卵母细胞的发育能力,提高早期胚胎的发育数量和质量,为改善家畜胚胎体外发育和生产提供了新方法。     

小檗碱对玻璃化冷冻猪卵母细胞脂滴含量及胚胎发育的影响

【目的】探讨小檗碱对玻璃化冷冻猪卵母细胞脂滴含量及体外受精胚胎发育效果的影响。【方法】体外成熟液和胚胎培养液中添加小檗碱为Ber组,未添加小檗碱为对照组,MII期卵母细胞进行冷冻液处理为冷冻液处理对照组和冷冻液处理+Ber组;采用开放式拉长塑料细管法对卵母细胞玻璃化冷冻与解冻,试验各组别为GV期冷冻组、GV期冷冻+Ber组、MII期冷冻组、MII期冷冻+Ber组。观察卵母细胞体外成熟效果及其体外受精胚胎体外发育效果;观察卵母细胞冷冻化学损伤存活率及其体外受精胚胎发育率;采用尼罗红染色法观察卵母细胞中脂滴含量,观察卵母细胞玻璃化冷冻解冻后存活率及其体外受精胚胎发育率;利用差异染色法和TUNEL法计数囊胚内细胞团和细胞总数以及细胞凋亡数。【结果】Ber组能够极显著促进猪卵母细胞体外成熟,显著降低猪卵母细胞玻璃化冷冻的化学损伤,促进猪卵母细胞冷冻解冻后的细胞存活率,而猪MII期卵母细胞相对于GV期卵母细胞具有很好的冷冻解冻后的存活率;小檗碱能降低猪卵母细胞玻璃化冷冻后的脂滴含量,MⅡ期卵母细胞冷冻前后脂滴含量均低于GV期冷冻前后;小檗碱能够促进猪GV期卵母细胞玻璃化冷冻解冻后的体外成熟,且有利于猪卵母细胞玻璃化冷冻解冻后早期胚胎的发育,相对于冷冻MII期卵母细胞,冷冻GV期卵母细胞具有更好的体外发育效果;小檗碱能够提高猪卵母细胞玻璃化冷冻解冻后体外发育囊胚内细胞团数与细胞总数,降低其细胞凋亡,有利于提高猪卵母细胞玻璃化冷冻解冻后体外受精胚胎发育至囊胚的质量。而GV期相对MII期则冷冻效果更佳。【结论】小檗碱能够通过降低玻璃化冷冻猪卵母细胞脂滴含量,从而提高其冷冻解冻后体外成熟率和体外受精胚胎发育质量;GV期玻璃化冷冻卵母细胞相对于MII期,在冷冻解冻后其体外受精胚胎发育质量有更好提高。相关机制还有待今后进一步研究。     

不同洗卵液对猪卵母细胞体外成熟和

探讨不同洗卵液对猪卵母细胞体外成熟和体外受精后早期发育的影响,以便开发出简易、经济的洗卵液.结果表明,使用TL-Hepes液、DPBS液、TCM-199 (Ⅰ) 液和TCM-199 (Ⅱ) 液作为洗卵液,对猪卵母细胞体外成熟和体外受精后的早期发育没有显著影响,说明4种洗卵液均可用于猪卵母细胞的洗涤,但DPBS液配制较简易且价格便宜,是最佳的选择.     

玻璃化冷冻保存对体外成熟猪卵母细胞DNA的影响

采用乙二醇(EG) 二甲基亚砜(DMSO)作为冷冻保护剂处理并使用微管法冷冻保存猪卵母细胞,运用细胞形态观察和单细胞凝胶电泳(SCGE)方法检测玻璃化冷冻过程对细胞DNA损伤情况.结果显示:保护剂处理冷冻组,细胞形态正常率和DNA异常率分别为63.364%、42.059%;同保护剂处理未冷冻对照组82.571%、25.758%的差异显著(P<0.05).表明冷冻保存过程对猪卵母细胞DNA有一定影响:以无冷冻保护剂处理卵母细胞为对照检测保护荆的细胞毒性,对照组形态正常率和DNA异常率分别为84.51%、12.28%,与冷冻保护剂处理组有显著差异(P,0.05).说明冷冻保护荆对猪卵母细胞DNA有明显细胞毒性作用.     

不同冷冻-解冻精子浓度对猪卵母细胞体外受精的影响

[目的]探讨体外受精时不同精子浓度对精子穿入成熟卵母细胞及后续发育的影响。[方法]以冷冻-解冻精子为材料,以1×106、1×107个/ml 2种精子浓度进行体外受精,研究不同冷冻-解冻精子浓度对猪卵母细胞体外受精的影响。[结果]当精子浓度为1×106、1×107个/ml时,精子穿入率分别为83.18%、88.23%,单精入卵率分别为40.55%、9.02%,多精入卵率分别为59.45%、90.98%,平均每个卵母细胞中的精子数分别为2.03、3.26个,雄原核形成率分别为84.10%、86.40%,单精入卵率、多精入卵率有显著差异(P<0.05),其他指标无显著差异(P>0.05)。[结论]该研究为应用冷冻-解冻精子建立猪卵母细胞的体外生产系统提供了依据。