[논문]Ethylene glycol과 항산화제가 제주흑우 동결정액에 미치는 영향

고민희; 서종필; 강태영

doi:10.17555/jvc.2017.04.34.2.156

Ethylene glycol과 항산화제가 제주흑우 동결정액에 미치는 영향
Effect of Ethylene Glycol and Antioxidant Combination on Function of Frozen-thawed Spermatozoa in Korean Jeju Black Bull 원문보기

Journal of veterinary clinics = 한국임상수의학회지, v.34 no.2, 2017년, pp.156 - 160

고민희 (제주대학교 수의과대학) , 서종필 (제주대학교 수의과대학) , 강태영 (제주대학교 수의과대학)

Abstract ▼ AI-Helper

We investigated the effect of ethylene glycol and antioxidants such as taurine, hypotaurine and trehalose with extenders during cryopreservation of Korean Jeju Black Bull spermatozoa. The cryopreservation of freshly collected spermatozoa was conducted with four different conditions. As a control, spermatozoa were cryopreserved with Tris egg-yolk extenders added 5% ethylene glycol (EG). Taurine (20 mM), hypotaurine (20 mM) and trehalose (20 mM) were individually added into tris egg-yolk extenders with 5% EG. After thawing of frozen spermatozoa with four different conditions, sperm viability, motility, acrosomal integrity, and membrane integrity were investigated. The significant (p < 0.05) improvement of sperm viability showed in all antioxidant treated thawed spermatozoa (taurine; $68.1%{\pm}4.4$, hypotaurine; $69.2%{\pm}6.7$ and trehalose; $68.0%{\pm}4.4$) when compared to control ($63.4%{\pm}5.6$). Neither positive nor detrimental effects of three antioxidants were shown sperm motility after thawing. The results of hypo-osmotic swelling test showed that the membrane integrity of taurine, hypotaurine or trehalose treated thawed spermatozoa ($64.1%{\pm}5.4$, $61.5%{\pm}3.7$ and $59.0%{\pm}4.0$, respectively) had significantly (p < 0.05) higher rate of the swollen sperm compared to control ($53.7%{\pm}9.7$). Hypotaurine treated frozen-thawed spermatozoa had siginificantly higher (p < 0.05) F pattern ratio than taurine, trehalose and control treated frozen-thawed spermatozoa. Trehalose added frozen-thawed spermatozoa had significantly higher (p < 0.05) acrosome reaction pattern ratio than taurine and hypotaurine added frozen-thawd spermatozoa. In this study, we found that antioxidants such taurine, hypotaurine and trehalose treatments during cryopreservation process could reduce damage of spermatozoa of Korean Jeju Black Bull and improved sperm capability of fertilization.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

따라서, 본 연구에서는 제주흑우의 동결정액 성상을 개선하기 위하여 5% ethylene glycol과 항산화제인 taurine, hypotaurine, trehalose의 조합이 정자 동결 융해 후 정자의 생존율, 운동성, 정자막 integrity, 첨체막 integrity에 미치는 영향에 대하여 조사하고자 수행하였다.
본 연구에서는 제주흑우의 동결정액 성상을 개선하기 위하여 ethylene glycol과 항산화제로서 taurine, hypotaurine, trehalose의 조합이 동결 융해 후 정자의 운동성, 생존율, 정자막 integrity, 첨체막 integrity에 미치는 영향에 대하여 연구하고자 수행하였다. 제주흑우의 동결정액 제조 시 동결보호제로서 5% ethylene glycol을 포함한 희석제를 사용하여 각각 20 mM의 taurine, hypotaurin, trehalose를 첨가하여 실험에 공시한 결과 동결 융해한 후 정자의 운동성은 실험군 간의 유의적 차이는 없었다.

제안 방법

5% ethylene glycol과 taurine, hypotaurine 그리고 trehalose를 각각 20 mM을 Tris egg-yolk extender에 첨가하여 제주 흑우 정액의 동결 융해 후 이들이 정자의 운동성과 생존율은 Table 1에 나타난 바와 같았다. Taurine과 hypotaurine을 처리한 실험군은 대조군보다 비교적 높은 운동성을 보였으나, 이들 사이의 유의적 차이는 없었다.
2 mM; Egg yolk, 10%; Streptomycin sulfate, 10 mg/ml)에 5% ethylene glycol이 포함된 희석제를 대조군으로 사용하였다. 실험군은 대조군의 희석제에 taurine, hypotaurine, trehalose을 각각 20 mM 씩 첨가하여 사용하였다. 실험실로 가져온 사출 정액을 Tris-Egg yolk extender와 같은 비율로 희석하여 4℃ 까지 두 시간 동안에 걸쳐 온도를 낮추었다.

대상 데이터

실험에 공시한 동물은 제주흑우(3세 이상) 수컷 6두를 사용하였으며, 월 평균 4~5회 정액을 채취하였다. 정액 채취는 인공질(Model 66000-D, Nasco, FHK, Japan)을 이용하여 채취한 후 온장고(30℃)에 넣어 온도의 변화를 최소화하여 실험실로 이동하였다.

데이터처리

제주흑우 정자동결에서 항산화제의 첨가 여부가 정자의 운동성, 생사율, 정자막 및 첨체막의 변화를 통계분석프로그램(SPSS version 18.0)의 ANOVA를 이용하여 분석하였다.

이론/모형

정자막 interity는 Jeyendran 등(16)의 방법을 변형한 Hypo-osmotic swelling test (HOST: 저장액을 이용한 정자 미부 팽창형태 분석)을 이용하였다. 37℃의 0.
정자의 운동성 평가는 MicroLux 현미경(Olympus, Japan)을 이용하였다. 혈구계산판에 커버 글라스를 덮고 5 µl의 정액을 주입 한 후 100배율에서 정자의 운동성을 관찰하였다.

성능/효과

05). 이러한 결과는 ethylene glycol을 동결보호제로 사용하여 동결된 정액에 있어 항산화제는 동결융해 후 정자의 운동성 보다는 생존율에 영향을 미치는 것으로 보인다.
이러한 결과들을 종합하면 항산화제가 정자의 동결 과정 중 발생하는 활성산소의 손상으로부터 정자를 보호하여 동결 융해 후 정자의 생존성, 운동성, 정자막 integrity, 첨체막 integrity를 향상시키고, 결론적으로 정자의 수정능력을 보호한다는 많은 보고들과 일치한다. 제주흑우의 동결 정액 제조에 있어 ethylene glycol과 항산화제인 taurine, hypotaurine, trehalose를 첨가함으로써 동결 융해 과정에서 발생하는 활성산소로부터 정자를 보호하고 동결 융해 후 정자의 수정능력을 향상시킬 수 있음을 보여주었다.
05). 정자의 첨체막 양상 변화는 동결 융해 후 taurine과 hypotaurine의 첨가군이 대조군에 비하여 F pattern이 유의적으로 높았으며(p < 0.05), taurine과 hypotaurine 첨가군은 대조군에 비해 B pattern이 유의적으로 낮았다(p < 0.05). 특히 AR pattern은 taurine과 hypotaurine의 첨가군이 대조군에 비하여 유의적으로 낮았으며(p < 0.
이러한 결과들을 종합하면 항산화제가 정자의 동결 과정 중 발생하는 활성산소의 손상으로부터 정자를 보호하여 동결 융해 후 정자의 생존성, 운동성, 정자막 integrity, 첨체막 integrity를 향상시키고, 결론적으로 정자의 수정능력을 보호한다는 많은 보고들과 일치한다. 제주흑우의 동결 정액 제조에 있어 ethylene glycol과 항산화제인 taurine, hypotaurine, trehalose를 첨가함으로써 동결 융해 과정에서 발생하는 활성산소로부터 정자를 보호하고 동결 융해 후 정자의 수정능력을 향상시킬 수 있음을 보여주었다.
본 연구에서는 제주흑우의 동결정액 성상을 개선하기 위하여 ethylene glycol과 항산화제로서 taurine, hypotaurine, trehalose의 조합이 동결 융해 후 정자의 운동성, 생존율, 정자막 integrity, 첨체막 integrity에 미치는 영향에 대하여 연구하고자 수행하였다. 제주흑우의 동결정액 제조 시 동결보호제로서 5% ethylene glycol을 포함한 희석제를 사용하여 각각 20 mM의 taurine, hypotaurin, trehalose를 첨가하여 실험에 공시한 결과 동결 융해한 후 정자의 운동성은 실험군 간의 유의적 차이는 없었다. 정자의 생존성에 있어 taurine, hypotaurine, trehalose의 첨가가 68.

후속연구

05), trehalose 역시 대조군보다 AR pattern 수준이 낮은 비율을 보였으나 유의적 차이는 없었다. 이와 같은 연구의 결과는 제주흑우의 동결정액 제조에 있어 ethylene glycol과 항산화제로서 taurine, hypotaurine, trehalose의 조합이 정자를 동결 융해 한 후 운동성, 생존율, 정자막 integrity, 첨체막 integrity를 개선시킴을 알 수 있으며, 제주흑우 정자의 동결정액 생산에 본 연구의 결과를 활용함으로써 동결 융해 후 정자의 수정능력을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	동물의 정자 및 난자, 다양한 세포를 동결하는데 쓰이는 동결보호제는 무엇인가?	Glycerol은 동물의 정자와 난자 그리고 다양한 세포를 동결하는 과정에 동결보호제로 사용되어 왔다(21). 그러나 glycerol은 동결된 세포의 세포막 대사에 삼투압 스트레스와 독성으로 정자의 세포막 탈락을 유도하고 정자 활력과 수정 능력을 감소시킨다(8).
	동결보호제로서 glycerol의 단점은 무엇인가?	Glycerol은 동물의 정자와 난자 그리고 다양한 세포를 동결하는 과정에 동결보호제로 사용되어 왔다(21). 그러나 glycerol은 동결된 세포의 세포막 대사에 삼투압 스트레스와 독성으로 정자의 세포막 탈락을 유도하고 정자 활력과 수정 능력을 감소시킨다(8). 이에 따라 glycerol을 대신할 수 있는 다양한 세포막 침윤성 동결보호제의 검사가 이루어져 왔다.
	glycerol 대비, 세포막 침윤성 동결보호제로 ethylene glycol의 개선점은 무엇인가?	이에 따라 glycerol을 대신할 수 있는 다양한 세포막 침윤성 동결보호제의 검사가 이루어져 왔다. 그 중 ethylene glycol은 독성이 적으며, glycerol과 비교하여 비슷한 수준의 동결보존 효과를 나타내고, 동결융해 후 정자의 운동성이나 membrane integrity를 개선하는 효과가 있었다(9,29). 사람(11)과 소(13)의 정자동결에서 ethylene glycol은 glycerol 보다 세포막의 침투가 빨라 더 효과적인 동결 결과를 보여주었다. 그리고 개(25)와 말(19)에서도 ethylene glycol을 사용하여 동결을 시도하였다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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