Митохондрии-единственные клеточные компартменты, генерирующие и трансформирующие энергию в клетке. На изменение экстра-и внутриклеточных условий (ионный гомеостаз, степень дегидратации, температура) эти органеллы реагируют одними из первых. При обработке сверхнизкими температурами вследствие перекисного окисления липидов нарушается работа АТФсинтетазного комплекса (Е.А. Новодержкина с соавт., 2016), а также структура генетического материала. В качестве цитопротекторных соединений могут быть предложены наночастицы высокодисперсного кремнезема (нВДК). Аморфная форма диоксида кремния, или высокодисперсный кремнезем, проявляющий свою биологическую активность через высокую адсорбирующую способность, снижает концентрацию ионов и биополимеров во время дегидратации клетки при криоконсервации (Т.Т. Туров с соавт., 2011). В настоящей работе впервые показано, что при использовании наночастиц высокодисперсного кремнезема в концентрации 0,001 % в технологии витрификации и экстракорпорального созревания девитрифицированных ооцитов (ДВ) коров наблюдается повышение митохондриального потенциала ДВ ооцитов и снижение числа дегенерированных клеток. Цель исследования-идентифицировать характер воздействия наночастиц высокодисперсного кремнезема на функциональную активность митохондрий и статус хроматина в нативных и девитрифицированных ооцитах коров при экстракорпоральном созревании. В экспериментах использовали ооцит-кумулюсные комплексы (ОКК) голштинизированного крупного рогатого скота (Bos taurus). Витрификации подвергались ооциты с гомогенной цитоплазмой, окруженные пятью и более слоями кумулюсных клеток. ОКК, предназначенные для витрификации, обрабатывали тремя растворами криопротекторных агентов (КПА), приготовленными на среде Т-199 с добавлением 10 % сыворотки крови плодов коров (FBS, «HyClone», Великобритания). В состав растворов КПА для витрификации ооцитов в контроле входили: в КПА-1-0,7 M диметилсульфоксид (DMSO) и 0,9 M этиленгликоль (EG); КПА-2-1,4 M DMSO и 1,8 M EG; КПА-3-2,8 M DMSO, 3,6 M EG и 0,65 M трегалоза. Растворы КПА, растворы для девитрификации и отмывания ооцитов в опыте дополняли наночастицами высокодисперсного кремнезема (нВДК, 4-17 нм, массовая концентрация 0,001 %), синтезированными посредством высокотемпературного гидролиза. В контроле нативные и девитрифицированные ооциты культивировали в течение 24 ч при 38,5 C и 90 % влажности, в атмосфере, содержащей 5 % СО2. Среда имела следующий состав: Т-199 + 10 % FBS + 10 6 клеток/мл гранулезы + 50 нг/мл бычьего пролактина. Для культивирования нативных и девитрифицированных ооцитов в опыте в эту среду добавляли нВДК (массовая концентрация 0,001 %). Для оценки функционального состояния митохондрий в нативных и ДВ ооцитах использовали зонд MitoTracker Orange CMTMRos («Thermo Fisher Scientific», Великобритания). В серии экспериментов по выявлению воздействия нВДК на ядерное созревание женских гамет ооциты помещали на 5-10 мин в 0,9 % раствор цитрата натрия и с помощью препаровальной иглы механически очищали от кумулюса. Затем клетки переносили на сухое обезжиренное...
In vitro production of animal embryos is an important tool for solving male and female infertility problems in animals. Modeling of extracorporeal maturation systems of oocytes using siliconcontaining compounds in the composition of culture media revealed the peculiarities of the realization of their effects on somatic and germ cells of ovarian follicles, depending on the structure. Highly dispersed silica nanoparticles (nHDS) positive effects on the fertility of female gametes in Bos Taurus and Sus Scrofa Domesticus. The gel substrate of silica (silicon dimethylglycerolate - DMGC) does not cause an increase in the level of embryos cleavage, while it does not have cytoand genotoxicity when tested on somatic and germ cells of antral follicles.Key words: siliconcontaining compounds, in vitro maturation, animal oocytes.
Reproductive technologies are some of the key directions in the context of the need to preserve and select highly productive farmed animals in terms of economically useful traits. Improvements of the existing models of the in vitro oocyte maturation system help to solve the problem of low yield of porcine embryos at the final stages of preimplantation development. In the present study, a model of culture medium for gametes (NCSU-23 with 10 % homologous follicular fluid, 10 IU hCG and 10 IU eCG) modernized by the addition of 1·106 granulosa cells (GCs) per ml and 0.001 % of highly dispersed silica nanoparticles (HDSn) is proposed for use in the IVM and IVF technology of donor porcine oocytes. Analysis of the oocyte chromatin status by the Tarkowsky method and assessment of the level of destructive changes in chromatin (apoptosis, pyknosis) revealed a significant percentage increase in matured oocytes and a decrease in the proportion of granulosa cells with degenerated chromatin when using the original culture system. The positive effects of a joint addition of GCs and HDSn to the maturation system have made it possible to increase the indicators of the meiotic maturation and fertilization of oocytes. Optimal results of developmental competence of oocytes were achieved with the joint use of GCs and HDSn in the maturation system (the proportion of matured cells reached 89 %, the level of oocytes with chromosome degeneration was 12 %, 39 % of embryos reached the final stage of preimplantation development). The positive effect of HDSn on oocyte fertilization was accompanied by an abrupt decrease in destructive processes in GCs during culture in the presence of HDSn. The level of somatic cells with pyknotic nuclei was 32 % and the level of apoptosis (TUNEL-test), 21 %, compared with the control (43 and 31 %, p <0.01, respectively). Thus, a high efficiency of the porcine oocyte maturation system in the joint culture of gametes with GCs and HDSn was revealed. It makes it possible to recommend a model of this culture medium at the IVM of female gametes of Sus scrofa domesticus for improving the quality of donor oocytes used in cell and genetic engineering.
КУЗЬМИНА Татьяна Ивановна, Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и разведения сельскохозяйственных животных-филиал ФГБНУ «Федеральный научный центр животноводства-ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста» СТАНИСЛАВОВИЧ Татьяна Ивановна, Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и разведения сельскохозяйственных животных-филиал ФГБНУ «Федеральный научный центр животноводства-ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста» МОЛЧАНОВ Алексей Вячеславович, Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И.Вавилова ТАТАРСКАЯ Диана Николаевна, Центр репродуктивных технологий Embry Life В результате сравнительного мониторинга показателей жизнеспособности и дегенерации хроматина (апоптоз, пикноз) в клетках гранулезы из фолликулов свиней, содержащих растущие или завершившие фазу роста ооциты, с использованием цитологического анализа, методов цитофлуориметрии (Annexinтест) и TUNEL-теста установлены достоверные различия в характере атретических процессов гранулезы при формировании яйцеклетки. Для оценки функционального состояния ооцитов использовали ВСВтест. Завершение фазы роста ооцитов сопровождалось значительным ростом доли гранулезных клеток из фолликулов с завершившими фазу роста ооцитами в состоянии апоптоза(11% против 7 %, Р<0,05), пикноза (9 % против 5 %, Р<0,05), некроза (5 % против 3 %, Р<0,05) и снижением уровня жизнеспособных клеток (85 % против 88 %, Р<0,05) по сравнению с вышеуказанными показателями в гранулезных клетках из фолликулов с растущими ооцитами. Выявленные особенности деструктивных процессов в клетках гранулезы из фолликулов, содержащих растущие или завершившие фазу роста ооциты, дополняют имеющиеся в литературе сведения об особенностях взаимодействия половой и соматических клеток овариального фолликула при формировании яйцеклетки, компетентной к оплодотворению и дальнейшему развитию из нее зародыша.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.