Replacement of Fetal Calf Serum With Two Different Synthetic Sera in in Vitro Maturation Medium: Effects On Maturation, Fertilization and Subsequent Development of Cattle Oocytes in Vitro

Year 2010, Volume: 29 Issue: 2, 51 - 57, 01.06.2010

Hakan Sağırkaya Burcu Üstüner

Abstract

Keywords

-

Replacement of Fetal Calf Serum With Two Different Synthetic Sera in in Vitro Maturation Medium: Effects On Maturation, Fertilization and Subsequent Development of Cattle Oocytes in Vitro

Abstract

Bu çalışmanın amacı sığır oositlerinin in vitro olgunlaştırılması, fertilizasyonu ve sonraki gelişimleri üzerinde olgunlaştırma medyumunda fötal buzağı serumu (FCS) yerine sentetik serumların (synthetic serum substitute, SSS and serum replacement 1, SR1) kullanılmasının etkilerini incelemektir. Yerel bir mezbahadan elde edilen ovaryumlardan kazanılan seçilmiş oositler 2 mM glutamin, 0,25 mM Na-piruvat, 0,5 g/ml FSH, 5 g/ml LH, 100 U/ml penisilin, 100 µg/ml streptomisin ve %10 FCS, SSS ya da SR1 (sırasıyla FCS, SSS ve SR1 grupları) ile takviye edilmiş doku kültür medyumu (TCM-199) içerisinde 22 saat süreyle olgunlaştırılmıştır. Olgunlaşan oositler dondurulmuş boğa spermiyle in vitro fertilize edilmiştir. Fertilizasyon günü bu çalışmada 0. gün olarak kabul edilmiştir. İn vitro fertilizasyondan 18 saat sonra, fertilize edilmiş oositler in vitro kültür için sentetik ovidukt sıvısı (SOF) kültür medyumuna transfer edilmiştir. İki hücre, 8-hücre, morula ve blastosist sayıları kaydedilmiştir. FCS, SSS ve SR1 grupları için sırasıyla toplam 238, 243 ve 200 oosit kullanılmıştır. FCS, SSS ve SR1 gruplarında sırasıyla, 179 (%75,21), 177 (%72,84) ve 80 (%40,00); 121 (%50,84), 114 (%46,91) ve 38 (%19,00); 97 (%40,76), 98 (%40,03) ve 21 (%10,50); ve 71 (%29,83), 69 (%28,40) ve 10 (%5,00) oosit 2-hücre, 8-hücre, morula ve blastocyst aşamalarına gelişmiştir. SR1 grubunun kaydedilen tüm gelişim aşamalarındaki gelişim oranları FCS ve SSS gruplarının kaydedilen tüm gelişim oranlarından önemli düzeyde düşük bulunmuştur. FCS ve SSS grupları arasında gelişim oranları bakımından gelişim aşamalarının hiçbirinde fark bulunmamıştır. Sonuç olarak, SSS sığır oositlerinin in vitro maturasyonunda FCS’nin yerine kullanılabilen bir alternatifken, SR1 maturasyon medyumunda FCS’nin yerine kullanılabilecek iyi bir alternatif değildir

Keywords

İn vitro olgunlaştırma, sığır, oosit, FCS, SSS, SR1, embriyo

References

• Ali, A., Sirard, M. A., 2002. Effect of the absence or presence of various protein supplements on further development of bovine oocytes during in vitro maturation. Biol. Reprod., 66, 901-905.
• Bavister, B. D., Leibfried-Rutledge, M. L., Lie- berman, G., 1983. Development of preimplanta- tion embryos of golden hamster in a defined cul- ture medium. Biol. Reprod., 28, 235-247.
• Bhuiyan, M. M. U., Cho, J., Jang, G., Park, E., Kang, S., Lee, B., Hwang, W., 2004. Effect of protein supplementation in potassium simplex optimization medium on preimplantation devel- opment of bovine non-transgenic and transgenic cloned embryos. Theriogenology, 62, 1403-1416.
• Birler, S., Pabuççuoğlu, S., İleri, İ. K., Alkan, S., Evecen, M., 1998. Sığır oositlerinin in vitro olgunlaştırılmasında farklı sürelerin etkisi. Turk. J. Vet. Anim. Sci., 22, 551-557.
• Brackett, B. G., Younis, A. I., Fayrer-Hosken, R. A., 1989. Enhanced viability after in vitro fertili- zation of bovine oocytes matured in vitro with high concentrations of luteinizing hormone. Fer- til. Steril., 52, 319-324.
• Chanson, A., Nocera, D., Senn, A., De Grandi, P., Germond, M., 2001. Development of well- defined medium for the in vitro maturation of immature bovine cumulus-oocytes complexes. J. Assist. Reprod. Gen., 18, 97-105.
• Choi, Y. H., Carnevale, E. M., Seidel Jr, G. E., Squires, E. L., 2001. Effects of gonadotropins on bovine oocytes maturated in TCM-199. Theri- ogenology, 56, 661-670.
• Duque, P., Gomez, E., Diaz, E., Facal, N., Hidal- go, C., Diez, C., 2003. Use of two replacements of serum during bovine embryo culture in vitro. Theriogenology, 59, 889-899.
• Fukushima, M., Fukui, Y., 1985. Effects of go- nadotropins and steroids on the subsequent ferti- lizability of extrafollicular bovine oocytes cul- tured in vitro. Anim. Reprod. Sci., 9, 323-332.
• Gardner, D. K., 1998. Changes in requirements and utilization of nutrients during mammalian preimplantation embryo development and their significance in embryo culture. Theriogenology, 49, 83-102.
• Gomez, E., Rodriguez, A., Munoz, M., Caamano, J. N., Hidalgo, C. O., Moran, E., Facal, N., Diez, C., 2008. Serum free embryo culture medium improves in vitro survival of bovine blastocysts to vitrification. Theriogenology, 69, 1013-1021.
• Gordon, I., 2003. Laboratory Production of Cat- tle Embryos. Second Edition, Biotechnology in Agriculture Series No. 27. CAB International, Wallingford, 112-157.
• Gutierrez-Adan, A., Lonergan, P., Rizos, D., Ward, F. A., Boland, M. P., Pindato, B., de la Fu- ente, J., 2001. Effetc of the in vitro culture sys- tem on the kinetics of blastocyst development and sex ratio of bovine embryos. Theriogenology, 55, 1117-1126.
• Herrick. J. R., Behboodi, E., Memili, E., Blash, S., Echelard, Y., Krisher, R. L., 2004. Effect of macromolecule supplementation during in vitro maturation of goat oocytes on developmental po- tential. Mol. Reprod. Dev., 69, 338-346.
• Holm, P., Booth, P. J., Schmidt, M. H., Greve, T., Callesen, H., 1999. High bovine blastocyst de- velopment in a static in vitro production system using SOFaa medium supplemented with sodium citrate and myo-inosotol with or without serum- proteins. Theriogenology, 52, 683-700.
• Kane, M. T., 1987. Culture media and culture of early embryos. Theriogenology, 27, 49-57.
• Leibfried-Rutledge, M. L., Critser, E. S., First, N. L., 1986. Effects of fetal calf serum and bovine serum albumin on in vitro maturation and fertili- zation of bovine and hamster cumulus-oocyte complexes. Biol. Reprod., 35, 850-857.
• Leibfried-Rutledge, M. L., Dominko, T., Critser, E. S., Critser, J. K., 1997. Tissue maturation in vivo and in vitro: Gamete and early embryo on- togeny. In Reproductive Tissue Banking (Ed.) Karow A. Academic Press, New York, 23-138.
• Lonergan, P., O’Kearney-Flynn, M., Boland, M. P., 1999. Effect of protein supplementation and presence of an antioxidant on the development of bovine zygotes in synthetic oviduct fluid medium under high or low oxygen tension. Theriogenolo- gy, 51, 1565-1576.
• Moore, K., Rodriguez-Sallaberry, C. J., Kramer, J. M., Johnson, S., Wroclawska, E., Goicoa, S., Niasari-Naslaji, A., 2007. In vitro production of bovine embryos in medium supplemented with a serum replacer: effects on blastocyst develop- ment, cryotolerance and survival to term. Theri- ogenology, 68, 1316-1325.
• Neira, J. A., Tainturier, D., Pena, M. A., Martal, J., 2010. Effect of the association of IGF-I, IGF- II, bFGF, TGF-β1, GM-CSF, and LIF on the de- velopment of bovine embryos produced in vitro. Theriogenology, 73, 595-604.
• Parrish, J. J., Susko-Parrish, J. L., First, N. L., 1985. Effect of heparin and chondroitin sulfate on the acrosome reaction and fertility of bovine sperm in vitro. Theriogenology, 24, 537-549.
• Parrish, J. J., Susko-Parrish, J. L., Leibfried- Rutludge, M. L., Critser, E. S., Eyestone, W. H., First, N. L., 1986. Bovine in-vitro fertilization with frozen-thawed semen. Theriogenology, 25, 591-600.
• Rose, T. A., Bavister, B. D., 1992. Effect of oo- cyte maturation medium on in vitro development of in vitro fertilized bovine embryos. Mol. Re- prod. Dev., 31, 72–77.
• Russell, J. B., Knezevich, K. M., Fabian, K. F., Dickson, J. A., 1997. Unstimulated immature oo- cyte retrieval: early versus midfollicular endome- trial priming. Fertil. Steril., 67, 616-620.
• Sağırkaya, H., 1998. Effects of CR1aa and TCM- 199 media on in vitro embryonic development until blastocyst stage in cattle. Uludag Univ. J. Fac. Vet. Med., 17, 55-63.
• Sagirkaya, H., Misirlioglu, M., Kaya, A., First, N. L., Parrish, J. J., Memili, E., 2007. Develop- mental potential of bovine oocytes cultured in different maturation and culture conditions. Anim. Reprod. Sci., 101, 225-240.
• Sagirkaya, H., Misirlioglu, M., Kaya, A., First, N. L., Parrish, J. J., Memili, E., 2006. Develop- mental and molecular correlates of bovine preim- plantation embryos. Reproduction, 131, 895-904.
• Sagirkaya, H., Yagmur, M., Nur, Z., Soylu, M. K., 2004. Replacement of fetal calf serum with synthetic Serum Substitute in the in vitro matura- tion medium: effects on maturation, fertilization and subsequent development of cattle oocytes in vitro. Turk. J. Vet. Anim. Sci., 28, 779-784.
• Tekin, N., Daşkın, A., Akçay, E., 2001. Boğa spermatozoonlarında in vitro kapasitasyon ve fer- tilizasyon. Turk. J. Vet. Anim. Sci., 25, 349-358.
• Tucker, K. E., Hurst, B. S., Guadagnoli, S., Dy- mecki, C., Mendelsberg, B., Awoniyi, C. A., Schlaff, W.D., 1996. Evaluation of synthetic se- rum substitute versus serum as protein supple- mentation for mouse and human embryo culture. J. Assist. Reprod. Genet., 13, 32-37.
• Wrenzycki, C., Hermann, D., Keskintepe, L., Martins Jr, A., Sirisathien, S., Brackett, B., Nie- mann, H., 2001. Effects of culture system and protein supplementation on mRNA expression in preimplantation bovine embryos. Hum. Reprod., 16, 893-901.
• Wrenzycki, C., Herrmann, D., Carnwath, J.W., Niemann, H., 1999. Alterations in the relative abundance of gene transcripts in preimplantation bovine embryos cultured in medium supple- mented with either serum or PVA. Mol. Reprod. Dev., 53, 8-18.