一种具有抑制多精受精作用的猪卵母细胞体外成熟培养液及其制备方法与应用转让专利

申请号 : CN202110114495.0

文献号 : CN112725263B

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发明人 : 金君学孙婧陶

申请人 : 东北农业大学

摘要 :

本发明提供了一种具有抑制多精受精作用的猪卵母细胞体外成熟培养液及其制备方法与应用,属于畜牧技术领域。为了有效抑制多精受精的发生,保障后期胚胎发育质量。本发明的具有抑制多精受精作用的猪卵母细胞体外成熟培养液是以TCM199为基准计,0.6mmol/L半胱氨酸,0.91mmol/L丙酮酸钠,10ng/mL EGF,10%猪卵泡液,10IU/mL FSH,10IU/mL LH,1%青链霉素,10‑11‑10‑5mol/L褪黑素。含有褪黑素的猪卵母细胞体外成熟培养液通过促进猪卵母细胞胞质成熟,提高了猪卵母细胞体外成熟质量,从而抑制了卵母细胞在体外受精过程中多精受精作用,保障后期胚胎发育质量。

权利要求 :

1.一种具有抑制多精受精作用的猪卵母细胞体外成熟培养液,其特征在于,所述猪卵母细胞体外成熟培养液由以下成分组成:所述猪卵母细胞体外成熟培养液以TCM199为基准计,0.6 mmol/L半胱氨酸、0.91 mmol/L丙酮酸钠、10 ng/mL EGF、体积分数为10%猪卵泡液、‑11

10 IU/mL FSH,10 IU/mL LH、质量分数为1%青链霉素和10 mol/L的褪黑素。

2.权利要求1所述的猪卵母细胞体外成熟培养液的制备方法,其特征在于,所述制备方法的具体步骤如下:

(1)猪卵泡液的获取:从猪卵巢的卵泡中抽出液体,对所述液体进行4℃,1500rpm,离心

30min,离心3‑4次,保留上清液,对上清液用0.45μm的滤器进行过滤除杂,再使用0.22μm过滤器过滤获得所需要的猪卵泡液;

(2)将TCM‑199、半胱氨酸、丙酮酸钠、 EGF、FSH、LH,青链霉素和褪黑素获得培养液;

(3)将步骤(2)所获得的培养液与步骤(1)得到的猪卵泡液混合,获得所述的猪卵母细胞体外成熟培养液。

3.权利要求1所述的猪卵母细胞体外成熟培养液在制备抑制猪的多精受精试剂中的应用。

4.权利要求1所述的猪卵母细胞体外成熟培养液在制备预防猪的多精受精药物中的应用。

5.权利要求1所述的猪卵母细胞体外成熟培养液在制备提高猪的体外受精胚胎的发育能力的药物中的应用。

说明书 :

一种具有抑制多精受精作用的猪卵母细胞体外成熟培养液及

其制备方法与应用

技术领域

[0001] 本发明属于畜牧技术领域,具体涉及一种具有抑制多精受精作用的猪卵母细胞体外成熟培养液及其制备方法与应用。

背景技术

[0002] 猪体外受精技术(in vitro Fertilization,IVF)可以保存我国优良种猪的遗传资源,扩繁优良品种,缩短育种时间,促进遗传改良、支持疾病模型猪及器官供体猪的制备。
多精受精是一种异常的受精方式,是指多于一个精子进入卵母细胞胞质中,导致多倍体合
子的形成、胚胎发育异常。猪体外受精过程中,多精受精的发生率尤为突出,可达到80%左
右,是生产优质体外胚胎的主要障碍。有效抑制多精受精的发生率,保障后期胚胎发育质
量,这也是当前体外受精技术中研究的重要内容之一。

发明内容

[0003] 本发明的目的是为了有效抑制多精受精的发生,保障后期胚胎发育质量,为了解决上述的技术问题本发明提供了一种具有抑制多精受精作用的猪卵母细胞体外成熟培养
液,所述猪卵母细胞体外成熟培养液由以下成分组成:TCM199、半胱氨酸、丙酮酸钠、猪卵泡
液、FSH、LH、青链霉素和褪黑素。
[0004] 进一步地限定,所述猪卵母细胞体外成熟培养液以TCM199为基准计,0.6mmol/L半胱氨酸、0.91mmol/L丙酮酸钠、10ng/mLEGF、体积分数为10%猪卵泡液、10IU/mL FSH,10IU/
‑11 ‑5
mLLH、质量分数为1%青链霉素和10 ‑10 mol/L褪黑素。
[0005] 进一步地限定,所述猪卵母细胞体外成熟培养液以TCM199为基准计,0.6mmol/L半胱氨酸、0.91mmol/L丙酮酸钠、10ng/mLEGF、体积分数为10%猪卵泡液、10IU/mL FSH,10IU/
‑11
mLLH、质量分数为1%青链霉素和10 mol/L褪黑素。
[0006] 进一步地限定,所述猪卵母细胞体外成熟培养液以TCM199为基准计,0.6mmol/L半胱氨酸、0.91mmol/L丙酮酸钠、10ng/mLEGF、体积分数为10%猪卵泡液、10IU/mL FSH,10IU/
‑8
mLLH、质量分数为1%青链霉素和10 mol/L褪黑素。
[0007] 进一步地限定,所述猪卵母细胞体外成熟培养液以TCM199为基准计,0.6mmol/L半胱氨酸、0.91mmol/L丙酮酸钠、10ng/mL EGF、体积分数为10%猪卵泡液、10IU/mL FSH、
‑5
10IU/mL LH、质量分数为1%青链霉素和10 mol/L褪黑素。
[0008] 本发明还提供了一种上述的猪卵母细胞体外成熟培养液的制备方法,所述制备方法的具体步骤如下:
[0009] (1)猪卵泡液的获取:从猪卵巢的卵泡中抽出液体,对所述液体进行4℃,1500rpm,离心30min,离心3‑4次,保留上清液,对上清液用0.45μm的滤器进行过滤除杂,再使用0.22μ
m过滤器过滤获得所需要的猪卵泡液;
[0010] (2)将TCM‑199、半胱氨酸、丙酮酸钠、EGF、FSH、LH,青链霉素和褪黑素获得培养液;
[0011] (3)将步骤(2)所获得的培养液与步骤(1)得到的猪卵泡液混合,获得所述的猪卵母细胞体外成熟培养液。
[0012] 本发明还提供了一种上述的猪卵母细胞体外成熟培养液在制备抑制多精受精试剂中的应用。
[0013] 本发明还提供了一种上述的猪卵母细胞体外成熟培养液在制备预防多精受精药物中的应用。
[0014] 本发明还提供了一种上述的猪卵母细胞体外成熟培养液在制备提高体外受精胚胎的发育能力的药物中的应用。
[0015] 有益效果:本发明的实验证实了添加褪黑素的卵母细胞成熟培养液组在卵母细胞核成熟率上虽然无显著性差异,但是GSH、ROS、BMP15、GDF9等反应卵母细胞胞质成熟的指标
与未添加褪黑素的卵母细胞成熟培养液有显著性差异,说明褪黑素显著提高了卵母细胞胞
质成熟。卵母细胞体外受精结果显示:添加褪黑素的卵母细胞成熟培养液组产生双原核的
数目及百分比均显著高于未添加褪黑素的卵母细胞成熟培养液,产生多原核的数目及百分
比均显著低于未添加褪黑素的卵母细胞成熟培养液。添加褪黑素的卵母细胞成熟培养液
组,囊胚率及囊胚总细胞数显著高于未添加褪黑素的卵母细胞成熟培养液。以上结果说明,
褪黑素通过促进猪卵母细胞胞质成熟,提高了猪卵母细胞体外成熟质量,从而抑制了卵母
细胞在体外受精过程中多精受精作用并提高了体外受精胚胎的发育能力。

附图说明

[0016] 图1为猪卵母细胞体外成熟培养液对猪卵母细胞内GSH、ROS、BMP15、GDF9的影响结果图;
[0017] 图2为猪卵母细胞体外成熟培养液对猪卵母细胞内GSH、ROS、BMP15、GDF9的影响结果图,其中,图A为对GSH的影响,横坐标是组别,纵坐标是GSH荧光强度;图B为对ROS的影响,
横坐标是组别,纵坐标是ROS荧光强度;图C为对BMP15的影响,横坐标是组别,纵坐标是
BMP15荧光强度;图D为对GDF9的影响,横坐标是组别,纵坐标是GDF9荧光强度。
具体实施例
[0018] 实验试剂均是商业购买。
[0019] 实施例1.
[0020] 1、猪卵母细胞体外成熟:
[0021] 猪卵母细胞体外成熟(in vitro Maturation,IVM)培养液的成分:IVM培养液采用TCM‑199作为基础培养液,添加0.6mmol/L半胱氨酸,0.91mmol/L丙酮酸钠,10ng/mL EGF,体
积分数为10%猪卵泡液,10IU/mL FSH(促卵泡生成素),10IU/mL LH(促黄体生成素),质量
‑11
分数为1%青链霉素和褪黑素10 mol/L。
[0022] 2、猪卵母细胞培养液的制备方法:
[0023] (1)猪卵泡液的获取:从猪卵巢的卵泡中抽出液体,对所述液体进行4℃,1500rpm,离心30min,离心3‑4次,保留上清液,对上清液用0.45μm的滤器进行过滤除杂,再使用0.22μ
m过滤器过滤获得所需要的猪卵泡液;
[0024] (2)将TCM‑199、半胱氨酸、丙酮酸钠、EGF、FSH、LH,青链霉素和褪黑素获得培养液;
[0025] (3)将步骤(2)所获得的培养液与步骤(1)得到的猪卵泡液混合,获得所述的猪卵母细胞体外成熟培养液。
[0026] 3、获得猪卵巢放置于32℃的生理盐水中运回实验室。用18号针头抽取直径为3~6mm的卵丘卵母细胞复合体(COCs)。将COCs转移至体外成熟(IVM),卵母细胞在IVM培养液中
培养21h,然后再转移至去除FSH、LH的IVM培养液中继续培养21h,在38.5℃、5%CO2饱和湿
度环境下培养,得到MII期卵母细胞。
[0027] 实施例2.
[0028] 1、猪卵母细胞体外成熟(in vitro Maturation,IVM)培养液的成分:IVM培养液采用TCM‑199作为基础培养液,添加0.6mmol/L半胱氨酸,0.91mmol/L丙酮酸钠,10ng/mL EGF,
体积分数为10%猪卵泡液,10IU/mL FSH,10IU/mL LH,质量分数为1%青链霉素和褪黑素
‑8
10 mol/L。
[0029] 2、猪卵母细胞培养液的制备方法:
[0030] (1)猪卵泡液的获取:从猪卵巢的卵泡中抽出液体,对所述液体进行4℃,1500rpm,离心30min,离心3‑4次,保留上清液,对上清液用0.45μm的滤器进行过滤除杂,再使用0.22μ
m过滤器过滤获得所需要的猪卵泡液;
[0031] (2)将TCM‑199、半胱氨酸、丙酮酸钠、EGF、FSH、LH,青链霉素和褪黑素获得培养液;
[0032] (3)将步骤(2)所获得的培养液与步骤(1)得到的猪卵泡液混合,获得所述的猪卵母细胞体外成熟培养液。
[0033] 3、获得猪卵巢放置于32℃的生理盐水中运回实验室。用18号针头抽取直径为3~6mm的卵丘卵母细胞复合体(COCs)。将COCs转移至体外成熟(IVM),卵母细胞在IVM培养液中
培养21h,然后再转移至去除FSH、LH的IVM培养液中继续培养21h,在38.5℃、5%CO2饱和湿
度环境下培养,得到MII期卵母细胞。
[0034] 实施例3.
[0035] 1、猪卵母细胞体外成熟(in vitro Maturation,IVM)培养液的成分:IVM培养液采用TCM‑199作为基础培养液:添加0.6mmol/L半胱氨酸,0.91mmol/L丙酮酸钠,10ng/mL EGF,
体积分数为10%猪卵泡液,10IU/mL FSH,10IU/mL LH,质量分数为1%青链霉素和褪黑素
‑5
10 mol/L。
[0036] 2、猪卵母细胞培养液的制备方法:
[0037] (1)猪卵泡液的获取:从猪卵巢的卵泡中抽出液体,对所述液体进行4℃,1500rpm,离心30min,离心3‑4次,保留上清液,对上清液用0.45μm的滤器进行过滤除杂,再使用0.22μ
m过滤器过滤获得所需要的猪卵泡液;
[0038] (2)将TCM‑199、半胱氨酸、丙酮酸钠、EGF、FSH、LH,青链霉素和褪黑素获得培养液;
[0039] (3)将步骤(2)所获得的培养液与步骤(1)得到的猪卵泡液混合,获得所述的猪卵母细胞体外成熟培养液。
[0040] 3、获得猪卵巢放置于32℃的生理盐水中运回实验室。用18号针头抽取直径为3~6mm的卵丘卵母细胞复合体(COCs)。将COCs转移至体外成熟(IVM),卵母细胞在IVM培养液中
培养21h,然后再转移至去除FSH、LH的IVM培养液中继续培养21h,在38.5℃、5%CO2饱和湿
度环境下培养,得到MII期卵母细胞。
[0041] 对比例1.
[0042] 1、猪卵母细胞体外成熟(in vitro Maturation,IVM)培养液的成分:IVM培养液采用TCM‑199作为基础培养液:添加0.6mmol/L半胱氨酸,0.91mmol/L丙酮酸钠,10ng/mL EGF,
体积分数为10%猪卵泡液,10IU/mLFSH,10IU/mL LH和质量分数为1%青链霉素。
[0043] 2、培养液的制备方法参照实施例1,但是不加入褪黑素。
[0044] 3、获得猪卵巢放置于32℃的生理盐水中运回实验室。用18号针头抽取直径为3~6mm的卵丘卵母细胞复合体(COCs)。将COCs转移至体外成熟(IVM),卵母细胞在IVM培养液中
培养21h,然后再转移至去除FSH、LH的IVM培养液中继续培养21h,在38.5℃、5%CO2饱和湿
度环境下培养,得到MII期卵母细胞。
[0045] 用以下实验验证效果:
[0046] 1、检测猪卵母细胞内GSH水平和ROS水平,分别使用CellTracker Blue CMF2HC(4‑chloromethy‑6.8‑difluoro‑7‑hydroxycoumarin,Invitrogen)和H2DCFDA(2’,7’‑
dichlorodihdrofluorescein diacetate,Invitrogen)染色,前者为蓝色荧光,后者为绿色
荧光。在PBS中分别添加10μmol/L的H2DCFDA和CellTracker Blue CMF2HC,将成熟的卵母细
胞放于其中避光培养30min。用PBS洗涤3次,置于4μL的TALP‑HEPES小滴中,在荧光显微镜下
观察荧光,使用Image J软件对ROS和GSH荧光强度进行分析。
[0047] 2、猪卵母细胞内BMP15(骨形态发生蛋白15)和GDF9(生长分化因子9)免疫荧光染色
[0048] 实施例1‑3和对比例1组卵母细胞在4%多聚甲醛中室温固定60min,在1%PVA‑PBS中洗涤3次,用1%TritonX‑100室温下通透30min,在1%PVA‑PBS中洗涤5次。在2%BSA中37
℃封闭1h。使用BMP15和GDF9抗体4℃孵育过夜。在FITC标记的羊抗兔的二抗中孵育1h。洗涤
3次,封片,在荧光显微镜下观察荧光,使用Image J软件对BMP15和GDF9荧光强度进行分析。
[0049] 表1结果显示,实施例1‑3和对比例1组在卵母细胞成熟率方面无显著性差异,即卵母细胞核成熟方面无显著性差异。
[0050] 表1.猪卵母细胞体外成熟培养液对猪卵母细胞体外成熟的影响
[0051]
[0052]
[0053] 图1和图2结果显示,实施例1‑3组卵母细胞内反应卵母细胞胞质成熟重要标志的GSH、BMP15、GDF9荧光强度均显著高于对比例1组,实施例1‑3组卵母细胞内活性氧ROS荧光
强度均显著低于对比例1组。由此说明,实施例1‑3组通过猪卵母细胞胞质成熟,提高了卵母
细胞质量。
[0054] 3、猪卵母细胞体外受精:
[0055] 卵母细胞经过42h培养后得到MII期卵母细胞,将MII期卵母细胞,随机地放置于mTris‑buffered medium(mTBM)小滴中,并覆盖提前预热的矿物油。从当地种猪场2h之内运
到实验室的新鲜精液,用无钙镁DPBS清洗两遍后,1000g离心2分钟,离心后得到的沉淀使用
mTBM重悬。经过重悬后,将精液重悬液加入到的mTBM小滴中,使精卵比达到500:1。在受精进
行之前,要确保精子活力>80%。将含有卵母细胞和精子的mTBM小滴在39℃,5%CO2的条件
下培养5h。孵育5h后,轻轻地吹打掉卵母细胞透明带上未附着紧密的精子。使用PZM‑3培养
液清洗配子,随后放入500μL的四孔板(50个配子/孔)中,在39℃,5%CO2的条件下继续培养
7d。
[0056] 卵母细胞经42h培养,体外受精10h后观察原核的形成,双原核是正常发育状态,单原核和多原核是异常发育。表2的结果显示实施例1‑3组产生正常双原核的比例显著高于对
比例1组,产生异常单原核方面各组之间无显著性差异,产生异常多原核方面对比例1组均
高于实施例1‑3组。
[0057] 表2.猪卵母细胞体外成熟培养液培养的猪卵母细胞对多精受精的影响
[0058]
[0059] 注意:a和b不同字母代表同列数据差异显著(P<0.05)。
[0060] 经42h实施例1‑3和对比例1组IVM培养得到的卵母细胞,在体外受精48h后观察卵裂率,168h后观察囊胚率,表3结果显示,各实施例组和对比例组在卵裂率上无显著性差异,
但在囊胚率及囊胚细胞总数上,实施例1‑3组均显著高于对比例1组。
[0061] 表3.猪卵母细胞体外成熟培养液培养液培养的猪卵母细胞对体外受精的影响
[0062]
[0063] 注意:a和b不同字母代表同列数据差异显著(P<0.05)。
[0064] 卵母细胞体外成熟结果显示:添加褪黑素的卵母细胞成熟培养液组(即实施例1‑3组),在卵母细胞核成熟率上虽然无显著性差异,但是GSH、ROS、BMP15、GDF9等反应卵母细胞
胞质成熟的指标与对比例1组有显著性差异,说明褪黑素显著提高了卵母细胞胞质成熟。
[0065] 卵母细胞体外受精结果显示:添加褪黑素的卵母细胞成熟培养液组(即实施例1‑3),产生双原核的数目及百分比均显著高于未添加褪黑素的卵母细胞成熟培养液组(即对
比例1),添加褪黑素的卵母细胞成熟培养液组(即实施例1‑3)产生多原核的数目及百分比
均显著低于未添加褪黑素的卵母细胞成熟培养液组(即对比例1)。添加褪黑素的卵母细胞
成熟培养液组(即实施例1‑3),囊胚率及囊胚总细胞上述显著高于添加未褪黑素的卵母细
胞成熟培养液组(即对比例1)。
[0066] 以上结果说明,褪黑素通过促进猪卵母细胞胞质成熟,提高了猪卵母细胞体外成熟质量,从而抑制了卵母细胞在体外受精过程中多精受精作用,并提高了体外受精胚胎的
发育能力。