Evaluation of Glucose-BSA as Extender of Chilled Canine Spermatozoa for Long-term Storage

장기간 냉각 보존을 위한 개 정자 희석액으로서 Glucose-BSA의 유효성 평가

  • Yu, I.J. (College of Veterinary Medicine & Bio-safety Research Institute, College of Veterinary Medicine, Chonbuk National University)
  • 유일정 (전북대학교 수의과대학 및 생체안전성연구소)
  • Published : 2006.12.31

Abstract

본 연구의 목적은 3주 동안 장기간 냉각상태로 보관된 개 정자의 기능적 특성을 알아보고자 두 종류의 정자 희석액, Glucose-BSA(G-BSA), Dimitropoulos-II(BIMI)가 정자의 기능적 특성에 미치는 영향을 알아보고자 한다. 개 정액을 수지법에 의해 채취하여 원심분리한 후 정장은 제거하였다. 정자를 G-BSA나 DIMI으로 희석하여 최종 농도를 $100\times10^6$ sperm/ml로 하였다. 희석된 정자를 정자 운송 시스템을 이용하여 루지애나 주립 대학에서 뉴올리언즈 실험실까지 운송하였다. 정자 운송 시스템은 $20^{\circ}C$에서 $9^{\circ}C$까지 분당 $0.08^{\circ}C$ 냉각율로 설정하였다. 희석된 정자는 $4^{\circ}C$에서 3주간 보관하였다. 보관 1일부터, 매주 단위로 정자의 활력, 정자 원형질막 고유성(생존성), 정자 첨체의 고유성을 검사하였다. 또한 체외조건하에서의 정자 번식 능력을 평가하기 위해 zona binding assay를 실시하였다. 실험 결과 냉각 상태로 3주 동안 보관된 개 정자는 여전히 정자의 기능적 특성을 나타냈다. 냉각기간이 길어질수록 정자의 활력 및 생존성은 감소하였으며(P<0.01), 첨체의 고유성은 냉각기간에 따라 감소하였으나 유의성은 없었다. 정자의 특성 중 활력이 다른 특성에 비해 냉각처리에 민감한 반응을 보였다. G-BSA배지에 보관된 정자의 활력 및 생존성이 DIMI에 비해 높게 나타났으며, 1 주 동안 보관된 정자의 생존성의 비교시 유의성이 높게 나타났다(P<0.05). 그러나 첨체의 고유성은 1일 동안 DIMI에 보관된 정자에서 높게 나타났다(P<0.05). 3주 동안 냉각상태로 보관된 개 정자는 여전히 난자의 투명대에 결합하는 능력을 보였으며, G-BSA에 보관된 정자의 경우 난자에 부착되는 평균 정자 수가 보관일수에 따라 유의적으로 감소하였다(P<0.05). 그러나 희석액 종류에 따른 난자에 부착되는 평균 정자 수의 유의적 차이는 없었다. 정자의 활력 및 생존성과 난자의 투명대에 결합하는 정자 수와의 상관관계를 본 결과, 활력 및 생존성이 높은 정자일수록 난자의 투명대에 많이 결합하여 정자의 잠재적 번식력이 증가함을 보였다. 결론적으로 G-BSA나 DIMI의 희석액으로 희석된 후 $4^{\circ}C$에서 냉각 보관된 정자는 3주 동안 정자의 기능적 특성을 유지하였으며 냉각 보관 2주까지 좋은 성적의 정자 특성을 나타냈다. 개 정자 냉각 보존에 대안적인 희석액으로 G-BSA도 사용 가능한 것으로 사료된다.

Keywords

References

  1. Bouchard CF, Morris JK, Sikes JD and Youngquist RS. 1990. Effect of storage temperature, cooling and two different semen extenders on canine spermatozoal motility. Theriogenology, 34: 147-157 https://doi.org/10.1016/0093-691X(90)90586-I
  2. Burgess CM, Bredl JCS, Plummer JM and England GCW. 2001. Vital and ultrastructural changes in dog spermatozoa during cryopreservation. J. Reprod. Fertil., 57:357-363
  3. Gamer DL and Johnson LA. 1995. Viability assessment of mammalian spermatozoa using SYBR-14 and propidium iodide. Biol. Reprod., 53:276-284 https://doi.org/10.1095/biolreprod53.2.276
  4. Hermansson U, Ponglowhaphan S, Linde-Forgberg C and Holst BS. 2006. A short sperm-oocyte incubation time ZBA in the dog. Theriogenology, 66:717-725 https://doi.org/10.1016/j.theriogenology.2006.01.043
  5. Iguer-ouada M and Verstegen JP. 2001. Long-term preservation of chilled canine semen: effect of commercial and laboratory prepared extenders. Theriogenology, 55:671-684 https://doi.org/10.1016/S0093-691X(01)00435-6
  6. Kuma-Diaka J and Badtram G. 1994. Effect of storage on sperm membrane integrity and other functional characteristics of canine spermatozoa: In vitro bioassay for canine semen. Theriogenology, 41:1355-1366 https://doi.org/10.1016/0093-691X(94)90187-N
  7. Mahi CA and Yanagimach R. 1976. Maturation and sperm penetration of canine ovarian oocytes in vitro. J. Exp. Zool., 196:189-196 https://doi.org/10.1002/jez.1401960206
  8. Mortimer D. 1994. Practical laboratory andrology. 1st ed., Oxford University Press, New York, pp. 43-87
  9. Oettle EE. 1986. Changes in acrosome morphology during cooling and freezing of dog semen. Anim. Reprod. Sci., 12:145-150 https://doi.org/10.1016/0378-4320(86)90054-0
  10. Pena FJ, Nunez-Martinez I and Moran JM. 2006. Semen technologies in dog breeding: a update. Reprod. Dom. Anim., 41 (Suppl.2):21-29 https://doi.org/10.1111/j.1439-0531.2006.00766.x
  11. Pinto CR, Paccamonti DL and Eilts BE. 1999. Fertility in bitches artificially inseminated with extended, chilled semen. Theriogenology, 52: 609-616 https://doi.org/10.1016/S0093-691X(99)00156-9
  12. Ponglowhapan S, Essen-Gustavsson B and Linde Forsberg C. 2004. Influence of glucose and fructose in the extender during long-term storage of chilled canine semen. Theriogenology, 62: 1498-1517 https://doi.org/10.1016/j.theriogenology.2004.02.014
  13. Rota A, Strom B and Linde-Forsberg C. 1995. Effects of seminal plasma and three extenders on canine semen stored at 4 degrees C. Theriogenology, 44:885-900 https://doi.org/10.1016/0093-691X(95)00278-G
  14. Strom Holst B, Larsson B, Linde-Forsberg C and Rodriguez-Martinez H. 2000. Evaluation of chilled and frozen-thawed canine spermatozoa using a zona pellucida binding assay. J. Reprod. Fertil., 119:201-206 https://doi.org/10.1530/reprod/119.2.201
  15. Verstegen JP, Onclin K and Iguer-Ouada M. 2005. Long-term motility and fertility conservation of chilled canine semen using egg yolk added trisglucose extender: in vitro and in vivo studies. Theriogenology, 64:720-733 https://doi.org/10.1016/j.theriogenology.2005.05.035
  16. Yu I, Songsasen N, Godke RA and Leibo SP. 2002. Differences among dogs in response of their spermatozoa to cryopreservation using various cooling and warming rates. Cryobiology, 44:62-78 https://doi.org/10.1016/S0011-2240(02)00005-6
  17. Yu I and Leibo SP. 2002. Recovery of motile, membrane-intact spermatozoa from canine epididymides stored for 8 days at $4^{\circ}C$. Theriogenology, 57:1179-1190 https://doi.org/10.1016/S0093-691X(01)00711-7
  18. Yu I. 2004. Effect of cold shock on function and morphology of dog epididymal spermatozoa. J. Vet. Clin., 21:329-335