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1、單精子胞質(zhì)內(nèi)顯微注射(ICSI)技術(shù)能夠提高配子利用率,獲取所需性別動(dòng)物,解決雄性動(dòng)物少精不孕問(wèn)題,作為輔助技術(shù)在轉(zhuǎn)基因工程研究領(lǐng)域具有重大作用。在實(shí)施ICSI操作過(guò)程中,通常在操作液中添加PVP(聚乙烯吡咯烷酮——一種高分子物質(zhì))來(lái)降低精子運(yùn)動(dòng)性,減少注射針與精子的粘連,便于操作。但是,PVP同精子一起注入到胞質(zhì)內(nèi)會(huì)包圍在精子周圍,不但使精子質(zhì)膜變得堅(jiān)韌影響破裂,影響精核解聚,而且阻礙精子向胞質(zhì)釋放使卵母細(xì)胞激活的精子蛋白,影響卵母細(xì)
2、胞的活化,使ICSI的成功率受到嚴(yán)重影響;但是,不添加PVP由于粘連會(huì)明顯增加顯微操作難度。 本試驗(yàn)針對(duì)ICSI技術(shù)存在的注射針粘連、卵膜柔韌程度、PVP物質(zhì)包繞精子、精子解聚困難和卵母細(xì)胞活化不足等問(wèn)題,通過(guò)研究ICSI操作液中防粘連物質(zhì)的使用和選擇可以替代PVP的新的生理性防粘連物質(zhì),減少PVP所產(chǎn)生的不良影響,探索克服和解決這些ICSI技術(shù)問(wèn)題的方法,提高豬ICSI效果。 本試驗(yàn)?zāi)康氖茄芯孔鳛镻VP替代物質(zhì)的HA(
3、透明質(zhì)酸),配合在操作液中使用CB(細(xì)胞松馳素B),進(jìn)行豬ICSI操作的基本程序,通過(guò)減少傳統(tǒng)的在操作液中使用PVP存在的不良作用,提高豬ICSI胚胎發(fā)育率。試驗(yàn)首先通過(guò)傳統(tǒng)的方法,在操作液中添加PVP進(jìn)行ICSI操作,研究精子解聚和原核形成的時(shí)間;進(jìn)而研究ICSI后卵母細(xì)胞的電、化學(xué)激活方法;操作液中添加CB的輔助作用;在固定電、化學(xué)激活參數(shù)和原核觀察時(shí)間的基礎(chǔ)上,試驗(yàn)選擇和PVP有類似潤(rùn)滑作用的生理性物質(zhì)HA,分別對(duì)PVP和HA的適
4、宜操作濃度進(jìn)行了研究;最后以卵裂率、8-細(xì)胞以上胚胎發(fā)育率為指標(biāo)比較在最適PVP和HA濃度下兩種防粘連物質(zhì)對(duì)豬ICSI效果的影響。研究結(jié)果如下: 試驗(yàn)一:豬ICSI后精子解聚和原核形成時(shí)間觀察。采用豬精子進(jìn)行ICSI,分別于注射后7h、10h、13h、16h和19h通過(guò)熒光染色觀察精核解聚和原核形成情況。ICSI后7小時(shí)僅有5.2%的精子解聚,并未見(jiàn)到雌雄原核的形成。ICSI后10h,12.5%精子進(jìn)入解聚狀態(tài);ICSI后13h
5、,處于精核解聚狀態(tài)的精子所占比率增至29.0%,有6.5%精子已經(jīng)形成雄原核;ICSI后16h,16.7%精子處于解聚狀態(tài),雄原核形成率迅速增至28.8%;ICSI后19h,12.5%精子處于解聚狀態(tài),41.7%精子形成雄原核。結(jié)果表明精核解聚主要發(fā)生在ICSI后13h-16h,雄原核形成率隨著時(shí)間延長(zhǎng)而增。這為后面試驗(yàn)觀察解聚精子和原核形成提供了時(shí)間依據(jù),觀察精核解聚和原核形成的時(shí)間為ICSI后16h為宜。 試驗(yàn)二:不同激活方
6、法對(duì)豬ICSI效果的影響。在本試驗(yàn)中,針對(duì)卵母細(xì)胞ICSI后活化不足的問(wèn)題,在ICSI后進(jìn)行一般性電激活(場(chǎng)強(qiáng)0.4KV/cm、脈沖時(shí)程90μs、一次脈沖)的基礎(chǔ)上,之后分為三組,對(duì)照組在電激活清洗后直接放胚胎液中培養(yǎng);其他兩組分別在電激活后用2mmol/L6-DMAP、10ug/mlCHX處理6h,進(jìn)行化學(xué)補(bǔ)充激活,清洗后放入胚胎液中培養(yǎng)。結(jié)果表明,對(duì)照組卵裂率低于6-DMAP組和CHX組,與6-DMAP組差異極顯著(41.0%vs4
7、4.3%)(p<0.01),與CHX組差異顯著(41.0%vs43.5%)(p<0.05)。對(duì)照組8-細(xì)胞以上胚胎數(shù)低于6-DMAP組和CHX組,與6-DMAP組差異極顯著(14.1%vs19.0%)(p<0.01),與CHX組差異顯著(14.1%vs17.6%)(p<0.05)。6-DMAP組和CHX組之間卵裂率和8-細(xì)胞以上胚胎數(shù)無(wú)顯著差異(p>0.05)。上述結(jié)果說(shuō)明:豬體外成熟卵母細(xì)胞ICSI后僅依靠電激活不足以使MII期中期的
8、卵母細(xì)胞活化,采用電激活+6-DMAP(或CHX)激活,能夠有效活化卵母細(xì)胞,降低MPF分子作用,從而提高ICSI胚胎的發(fā)育效果,后面試驗(yàn)均采用6-DMAP進(jìn)行化學(xué)補(bǔ)充激活。 試驗(yàn)三:操作液中添加CB對(duì)ICSI效果的影響。本試驗(yàn)針對(duì)注射精子時(shí)卵膜的脆弱易損問(wèn)題,比較在操作液中添加CB與對(duì)照組(不添加CB)的試驗(yàn)效果。試驗(yàn)組卵裂率高于未加CB組的對(duì)照組(46.7%vs43.7%),差異顯著(p<0.05),試驗(yàn)組8-細(xì)胞以上胚胎數(shù)
9、高于對(duì)照組(18.7%vs18.3%),差異不顯著(p>0.05),說(shuō)明注射卵母細(xì)胞的操作液中添加CB不但能夠使操作容易進(jìn)行,而且還可以改善豬ICSI受精卵的卵裂效果。 試驗(yàn)四:操作液中添加不同濃度PVP對(duì)ICSI效果的影響。試驗(yàn)選擇5%和10%兩組PVP濃度進(jìn)行試驗(yàn),結(jié)果表明兩組解聚精子數(shù)無(wú)顯著差異(16.5%vs16.8%)(p>0.05),5%PVP組雄原核形成數(shù)高于10%PVP組(28.7%vs23.7%),差異顯著(p
10、<0.05),5%PVP組卵裂率高于10%PVP組,差異顯著(46.7%vs42.2%)(p<0.05),5%PVP組8-細(xì)胞以上胚胎數(shù)略高于10%PVP組,差異不顯著(18.7%vs17.6%)(p>0.05)。結(jié)果說(shuō)明降低PVP濃度有利于雄原核形成,能夠提高豬ICSI卵的卵裂率。 試驗(yàn)五:操作液中添加不同濃度HA對(duì)ICSI效果的影響。試驗(yàn)選擇在操作液中添加0.5mg/ml、1.Smg/ml和2.5mg/ml三組HA濃度進(jìn)行試
11、驗(yàn),結(jié)果表明三組解聚精子數(shù)(16.0%Vs15.7%,16.2%)和雄原核形成數(shù)(30.2%vs30.4%,29.3%)無(wú)顯著差異(p>0.05)。0.5mg/mlHA組卵裂率低于其他兩組,差異極顯著(46.0%vs50.1%,49.6%)(p<0.01),1.5mg/mlHA組與2.5mg/mlHA組卵裂率(50.1%vs49.6%)和8-細(xì)胞以上胚胎數(shù)(22.4%vs21.2%)差異不顯著(p>0.05),0.5mg/mlHA組8-
12、細(xì)胞以上胚胎數(shù)最低。操作液中添加1.5mg/mlHA更有利于注射卵的發(fā)育。 1.5mg/mlHA組和5%PVP組相比較,操作過(guò)程中潤(rùn)滑作用相似,兩組解聚精子比率之間無(wú)顯著差異(p>0.05);HA組雄原核形成率、卵裂率、8-細(xì)胞以上胚胎數(shù)都顯著高于PVP組(30.4%vs28.7%)(50.1%vs46.7%)(22.4%vs18.75%)(p<0.05)。結(jié)果表明,操作液中用1.5mg/mlHA代替5%PVP更有利于注射卵的發(fā)
13、育。 結(jié)論:豬ICSI操作過(guò)程中,操作液中添加CB,并且用1.5mg/mlHA代替5%PVP,電激活后再用6-DMAP處理6h對(duì)卵母細(xì)胞進(jìn)行化學(xué)補(bǔ)充激活能夠明顯改善豬ICSI胚胎的發(fā)育效果。與傳統(tǒng)的在豬ICSI操作液中添加PVP的方法相比,從精子解聚、原核形成、卵裂率、8-細(xì)胞以上胚胎數(shù)等多方面統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出,所選擇的HA不但能夠像PVP一樣增加潤(rùn)滑程度、減少精子對(duì)注射針的粘附,而且還使精、卵之間的互作加強(qiáng),豬ICSI效果明顯
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