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 (TUNELtest), 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.
Репродуктивные технологии являются одним из ключевых направлений в условиях необходимости сохранения и отбора выдающихся по хозяйственно полезным признакам особей сельскохозяйственных животных. Совершенствование имеющихся моделей созревания ооцитов in vitro в различных вариациях способствует решению проблемы низкого выхода эмбрионов свиней на завершающих стадиях доимплантационного развития. В настоящем исследовании с использованием технологии созревания и оплодотворения донорских ооцитов свиней in vitro предложена модель среды для культивирования гамет (NCSU-23 с 10 % гомологичной фолликулярной жидкостью, 10 МЕ ХГЧ и 10 МЕ ХГ лошади), модернизированная введением 1 · 106 клеток гранулезы (КГ) на 1 мл среды и 0.001 % наночастиц высокодисперсного кремнезема (нВДК). Анализ статуса хроматина ооцитов по методу Тарковского и оценка уровня деструктивных изменений хроматина соматических клеток овариальных фолликулов (апоптоз, пикноз) выявили значительное повышение показателей ядерного созревания гамет и снижение доли клеток гранулезы с дегенерированным хроматином при применении разработанной системы культивирования. Обнаружено позитивное влияние совместного введения КГ и нВДК в систему дозревания, позволившего увеличить показатели мейотического созревания и оплодотворяемости ооцитов. Оптимальные показатели фертильности ооцитов достигнуты при сочетанном использовании в системе дозревания КГ и нВДК (доля созревших клеток достигла 89 %, уровень ооцитов с дегенерацией хромосом составил 12 %, 39 % эмбрионов достигли завершающей стадии доимплантационного развития). Положительный эффект нВДК на показатели оплодотворяемости ооцитов сопровождался резким снижением деструктивных процессов в КГ при их культивировании в присутствии нВДК. Уровень пикнозов составил 32 %, а уровень апоптозов (TUNEL-test) – 21 % по сравнению с контролем (43 и 31 % соответственно, р <0.01). Таким образом, выявлена высокая эффективность системы созревания ооцитов свиней в условиях совместного кокультивирования гамет с КГ и нВДК, что позволяет рекомендовать модель разработанной среды в технологии экстракорпорального созревания женских гамет Sus scrofa domesticus для повышения качества донорских яйцеклеток, используемых в клеточной и генетической инженерии.
Keywords: apoptosis; granulosa; highly dispersed silica nanoparticles; maturation in vitro; porcine oocytes.
Copyright © AUTHORS.