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포유류 초기 배아의 동결 시 생존율에 미치는 Ethylene Glycol(EG)의 영향
Effect of Ethylene Glycol (EG) on the Viability of Mammalian Embryo during Cryopreservation 원문보기

Journal of embryo transfer = 한국수정란이식학회지, v.29 no.3, 2014년, pp.235 - 240  

김현 (일본동경대학교 수의과학대학 수의생리학교실) ,  조영무 (농촌진흥청 국립축산과학원 가축유전자원시험장) ,  고응규 (농촌진흥청 국립축산과학원 가축유전자원시험장) ,  김성우 (농촌진흥청 국립축산과학원 가축유전자원시험장) ,  성환후 (농촌진흥청 국립축산과학원 가축유전자원시험장) ,  야마노우치 케이타로 (일본동경대학교 수의과학대학 수의생리학교실)

초록

생쥐 2세포기, 4세포기, 8세포기를 각 발생 단계에서 채취하여 동결 보호제를 첨가한 서로 다른 배양액에서 배양하고, 배아의 동결 보존 및 융해 시 급속 처리와 저속 처리 단계로 비교하여 이들 조건이 배아의 생존과 발현에 미치는 영향을 조사하여 다음의 결과를 얻었다. 동결 보호제로 처리하여 배양액을 달리한 경우, 급속 단계에서는 모든 배양액에서 비슷한 발생율을 보였고, 저속단계의 4세포기와 8세포기는 D-PBS에서 높은 발생율을 보였다(P<0.05, P<0.01). 배아의 발생 시기에 따른 동결 보존 후, 발생율은 2, 4, 8세포기로 넘어갈수록 발생율의 증가를 보여 8세포기에서 발생율이 가장 높았다(P<0.01). 동결 보호제의 처리단계에 따른 발생율은 2세포기의 급속 단계에서는 유사하였으나, 4세포기와 8세포기는 저속단계에서 높은 발생율을 보였으며(P<0.05), 특히 8세포기에서 가장 높았다(P<0.01).

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Ethylene glycol (EG) has been successfully used as a cryoprotectant for vitrification of mammalian embryos (including human embryos) due to its low formula weight and high permeation into cells compared with other cryoprotectants, including propylene glycol (PROH). Cryopreservation is able to store ...

주제어

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문제 정의

  • 즉, 세포막의 투과성, 표면적과 부피 등 세포에 물리적인 손상을 주게 되며, 또한 동결과 융해의 방법과 처리액에 따라 그리고 배아의 발생 시기와 배아의 질에 따라 생존율이 영향을 받게 된다. 그러므로 여러 동물 모형을 이용하여 인간 난자와 배아를 동결 보존하는 기초 지식과 기술을 얻고 있는 바 본 연구팀은 생쥐 초기 배아를 각 배양액 별로, 배아의 각 발달 단계 별로, 또한 동결 보호제인 EG를 단계별로 처리하여 동결 보호액으로는 어느 기본 배양액이 적절한지, 그리고 어느 단계의 배아가 동결 보호에 가장 적절한지, 더 나아가 어느 단계의 동결 보호제로 동결할 때에 가장 효과가 있는지를 확인하여 이를 인간 배아의 동결 보존에 이용하고자 본 연구를 수행하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
난자와 배아의 동결 보존은 어떤 이점을 갖는가? 그러나 많은 전배아 이식은 다태 임신을 야기하며, 또한 이식하고 남는 잉여분의 전배아 보존에 대한 문제가 제기되었는데, 동결 보존의 발달에 의하여 잉여 난자 및 잉여 배아의 처리 문제가 해결되었으며, 모든 IVF 과정에 중요한 가치를 가지게 되었다. 또한 동결 보존은 이식 전에 발생될 수 있는 모체 측의 불리한 조건을 극복하는데 진전을 이룰 수 있도록 IVF 과정의 유연성을 증가시켰으며, 동결 보존의 사용에 의해 각 과배란 유도 방법들이 난자 회수를 위한 난소의 최적 자극의 발달로 또한 이식과 착상을 위한 자궁의 준비로 발달될 수 있게 하였다. 또한 동결 보존은 난소 자극이나 난자 회수의 반복되는 필요성을 제거하게 하여 보존된 전배아의 이식으로 비용의 경감과 함께 성공이 예견되는 주기에서 선택적인 시술이 가능할 수 있게 되었으며, 난소과자극증후군의 위험이 있는 환자에게 난소 과자극의 억제를 유도할 필요 없이 배아 이식의 지연을 고려할 수 있게 하였다.
동결 보존의 기본 원리는 무엇인가? 동결 보존의 기본 원리는 초기 배아를 비롯하여 세포나 조직, 개체 등의 고유한 형태를 유지하면서 내부의 수분을 고농도의 동결 억제제(cryoprotectant)의 삼투압 원리를 이용하여 점진적으로 제거하고, 이로 인해 얼음 결정(icecrystal)을 최소화하여 세포를 보호하는 것이다(Yoon et al., 2007).
과배란 유도제를 이용한 전 배아 이식은 어떤 문제가 제기되었는가? 체외 수정(IVF)을 위한 과배란 유도제는 많은 수의 난자 채취를 가능하게 하였으며, 많은 전배아의 이식으로 임신 가능성을 증가시켰다. 그러나 많은 전배아 이식은 다태 임신을 야기하며, 또한 이식하고 남는 잉여분의 전배아 보존에 대한 문제가 제기되었는데, 동결 보존의 발달에 의하여 잉여 난자 및 잉여 배아의 처리 문제가 해결되었으며, 모든 IVF 과정에 중요한 가치를 가지게 되었다. 또한 동결 보존은 이식 전에 발생될 수 있는 모체 측의 불리한 조건을 극복하는데 진전을 이룰 수 있도록 IVF 과정의 유연성을 증가시켰으며, 동결 보존의 사용에 의해 각 과배란 유도 방법들이 난자 회수를 위한 난소의 최적 자극의 발달로 또한 이식과 착상을 위한 자궁의 준비로 발달될 수 있게 하였다.
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참고문헌 (13)

  1. Bernard A and Fuller BJ. 1996. Cryopreservation of human oocytes: a review of current problems and perspectives. Hum. Reprod. Update. 2:193-207. 

  2. Bryant G. 1995. DSC measurement of cell suspensions during successive freezing runs: implications for the mechanisms of intracellular ice formation. Cryobiology, 32:114-128. 

  3. Friedler S, Giudice LC and Lamb EJ. 1988. Cryopreservation of embryos and ova. Fertil. Steril. 49:743-764. 

  4. Gilmore JA, McGann LE, Liu J, Gao DY, Peter AT and Kleinhans FW. 1995. Effect of cryoprotectant solutes on water permeability of human spermatozoa. Biol. Reprod. 53: 985-995. 

  5. Hotamisligil S, Toner M and Powers RD. 1996. Chnges in membrane integrity, cytoskeletal structure, and developmental potential of murine oocytes after vitrification in ethylene glycol. Biol. Reprod. 55:161-168. 

  6. Kim MK, Lee SJ, Uhm EU, Yoon SH, Park SP, Chung KS and Lim JH. 1996. Cryopreservation of mouse IVF zygotes by vitrification. J. Animal. Reprod. 20:119-126. 

  7. Mandelbaum J, Junca AM, Plachot M, Alnot MO, Tibi C, Cohen J and Salat-Baroux J. 1988. Solutions provided by the freezing of embryos and questions posed by the freezing of human oocytes. Rev. Fr. Gynecol. Obstet. 83:619-622. 

  8. Martino AN, Songsasen and Leibo SP. 1996. Development into blastocysts of bovine oocytes cryopreserved by ultrarapid cooling. Biol. Reprod. 54:1059-1069. 

  9. Rall WF and Fahy GM. 1985. Ice-free cryopreservation of mouse embryos at $-196^{\circ}C$ by vitrification. Nature 313:573- 575. 

  10. Rall WF. 1987. Factors affecting the survival of mouse embryos cryopreserved by vitrification. Cryobiology 24:387-402. 

  11. Rayos AA, Takahashi YM, Hishinuma A and Kanagawa H. 1994. Quick freezing of unfertilized mouse oocytes using ethylene glycol with sucrose or trehalose. J. Reprod. Fertil. 24:100-123. 

  12. Yoon TK, Lee DR, Cha SK, Chung HM, Lee WS and Cha KY. 2007. Survival rate of human oocytes and pregnancy outcome after vitrification using slush nitrogen in assisted reproductive technologies. Fertil. Steril. 88:952-956. 

  13. Zhu, SE, Kasai M, Otoge H, Sakurai T and Machida T. 1993. Cryopreservation of expanded mouse blastocysts by vitrification in ethylene glycol-based solutions. J. Reprod. Fert. 98:139-145. 

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