doi: 10.15389/agrobiology.2021.6.1148rus
УДК 636.2:591.391.1:57.085.23
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект 20-316-90003) и Министерства науки и высшего образования РФ.
ВЛИЯНИЕ ПРОЛАКТИНА НА КАЧЕСТВО ООЦИТОВ, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ ТРАНСВАГИНАЛЬНОЙ ПУНКЦИИ ФОЛЛИКУЛОВ ТЕЛОК
Г.Н. СИНГИНА ✉, Р.Ю. ЧИНАРОВ, В.А. ЛУКАНИНА, Т.А. ВОРОЖБИТ
Как в молочном, так и в мясном скотоводстве актуально получение как можно большего числа потомков от лучших матерей с целью повышения степени реализации их генетического потенциала в последующих поколениях. Решить эту задачу позволяет разработка и внедрение в практику технологии получения эмбрионов in vitro (in vitro embryo production, IVP) с использованием яйцеклеток от живых животных посредством трансвагинальной пункции фолликулов (ovum-pick-up, OPU). Важный этап технологии IVP — экстракорпоральное созревание ооцитов, моделированием которого можно существенно повысить ее эффективность. В настоящей работе мы впервые выявили положительное действие гипофизарного гормона пролактина на качество донорских OPU-ооцитов коров в процессе их созревания in vitro. Цель работы заключалась в оценке влияния пролактина на завершение ядерного созревания ооцитами, полученными методом трасвагинальной аспирации фолликулов, а также на развитие и качество эмбрионов, полученных после in vitro оплодотворения донорских ооцитов. Донорами ооцитов были половозрелые телки симментальской породы в возрасте от 19 до 25 мес (n = 4) с естественным половым циклом. Трансвагинальную аспирацию фолликулов проводили каждые 4 сут с использованием системы OPU для крупного рогатого скота («Minitube», Германия). Всего было проведено 28 сессий OPU. Выделенные ооцит-кумулюсные комплексы (ОКК) культивировали в среде ТС-199, дополненной 10 % фетальной бычьей сыворотки, 10 мкг/мл фолликулостимулирующего (ФСГ) и 10 мкг/мл лютеинизирующего (ЛГ) гормонов в отсутствие (контроль) или присутствии пролактина (ПРЛ) (опыт). Через 24 ч созревшие ооциты оплодотворяли для оценки компетенции к эмбриональному развитию. На 2-е сут после оплодотворения оценивали раздробившиеся зиготы, на 7-е сут определяли число эмбрионов, развившихся до стадии бластоцисты. Полученные на 7-е сут эмбрионы также фиксировали и окрашивали DAPI для оценки локализации ядер. Морфологический анализ не выявил влияния условий культивирования на завершение ядерного созревания. Доля созревших ооцитов была сходной в обеих группах и составляла в контроле и опытной группе соответственно 82,8 и 88,9 %. В то же время доля раздробившихся ооцитов после оплодотворения in vitro при их созревании в контроле была ниже (69,7±2,4 %), чем в присутствии ПРЛ (81,7±4,9 %) (p < 0,05). Также обнаружено положительное влияние гормона на развитие созревших ооцитов до стадии бластоцисты. При культивировании ОКК в контрольной среде выход бластоцист составлял 11,0±1,8 %. Введение ПРЛ в среду IVM повышало этот показатель до 17,2±2,0 % (p < 0,05). При этом не было обнаружено значимых различий между сравниваемыми вариантами по общему числу ядер в бластоцистах. Таким образом, пролактин в среде созревания оказывает стимулирующее действие на компетентность донорских ооцитов к последующему эмбриональному развитию. Позитивное влияние отмечается на стадии первого деления дробления и сохраняется до стадии бластоцисты, что свидетельствует о положительном действии гормона на качество ооцитов, а также о возможности его использования на этапе экстракорпорального созревания для повышения эффективности технологии IVP.
Ключевые слова: крупный рогатый скот, трансвагинальная пункция фолликулов, созревание ооцитов in vitro, пролактин, эмбриональное развитие.
G.N. Singina ✉, R.Yu. Chinarov, V.A. Lukanina, T.A. Voroshbit
In both dairy and beef cattle breeding, producing the larger number of the offspring from the best mothers to increase the degree of genetic progress through the generations is of particular interests. One of the attractive ways to resolve this problem is the development and implementation of the technology for obtaining embryos in vitro (in vitro embryo production, IVP) using oocytes derived from live animals by transvaginal puncture of follicles — Ovum-Pick-Up (OPU). The extracorporeal maturation of oocytes is an important element of this technology that may significantly affect its efficiency. In this paper, for the first time, we evaluated the advantage of the pituitary hormone prolactin (PRL) — a potential regulator of the quality of mammalian oocytes, during the maturation of OPU-oocytes. The effect of this hormone on the completion of nuclear maturation of the OPU-oocytes, as well as on the development and quality of IVP embryos, was studied. The mature Simmental heifers at the age from 19 to 25 months (n = 4) with a natural sexual cycle were used as the oocyte donors. Transvaginal aspiration of the follicles was performed every 4 days using the OPU system for cattle (Minitube, Germany). A total of 28 OPU sessions were carried out. The derived cumulus-oocyte complexes (COCs) were cultured in TS-199 medium supplemented with 10 % bovine fetal serum, 10 mg/ml of follicle-stimulating (FSH) and 10 mg/ml of luteinizing (LH) hormones in the absence (control) or presence of PRL. After 24 hours, the mature oocytes were subjected to fertilization to assess their developmental competence. Morphological analysis did not reveal the effect of culture conditions on the completion of nuclear maturation. The rate of mature oocytes was similar in both groups and was 82.8 and 88.9 %, respectively, in the control and the PRL groups. However, the oocyte cleavage rate after in vitro fertilization in the control group was lower comparing to the PRL group (69.7±2.4 % vs. 81.7±4.9 %, p < 0.05). A positive effect of the PRL on the development of mature oocytes to the blastocyst stage was observed. When COCs were cultured in the control medium, the yield of blastocysts was 11.0±1.8 %, while the adding of PRL into the IVM medium increased this indicator to 17.2±2.0 % (p < 0.05). However, we did not find significant differences among compared groups in the relation to the total number of nuclei in blastocysts. Thus, prolactin hormone in the maturation environment has a stimulating effect on the developmental competence of donor oocytes. The positive effect is observed at the stage of the first cleavage and maintained during the development of embryos to the blastocyst stage. Our data indicate the positive effect of prolactin on the quality of OPU-oocytes, that makes it reasonable the using this hormone at the maturation stage to increase the effectiveness of IVP technology.
Keywords: cattle, transvaginal aspiration of follicles, in vitro oocyte maturation, prolactin, embryonic development.
ФГБНУ ФИЦ животноводства — |
Поступила в редакцию |
