본 연구는 plasminogen activators (PAs) 활성이 돼지 난자의 체외성숙 및 수정에 미치는 영향을 검토하기 위해서 수행되었다. 우선, 돼지의 정자와 난자에서 PAs의 존재여부와 체외수정시 수정배지내에 PA의 특이적 기질인 plasminogen을 첨가가 체외수정에 미치는 영향 ...
본 연구는 plasminogen activators (PAs) 활성이 돼지 난자의 체외성숙 및 수정에 미치는 영향을 검토하기 위해서 수행되었다. 우선, 돼지의 정자와 난자에서 PAs의 존재여부와 체외수정시 수정배지내에 PA의 특이적 기질인 plasminogen을 첨가가 체외수정에 미치는 영향을 검토하였다. 돼지정자를 체외수정용 배양액 (mTBM)에서 0, 2, 4 및 6시간동안 배양하였을 경우, tPA-PAI, tPA 및 uPA의 활성이 정자배양액(sperm incubation medium)과 정자(sperm)에서 관찰되었으며, 정자배양액에서의 PA 활성은 배양시간이 연장됨에 따라 증가하는 경향을 보였다. 난자-난구세포 복합체(COCs)를 체외에서 0, 22 및 44 시간동안 성숙배양한 결과, 채란직후의 난구세포 제거난자에서는 아무런 PA 활성이 관찰되지 않았다. 그렇지만, 성숙배양액에서 22시간동안 배양 후 PA 활성을 검토한 결과, tPA-PAI와 tPA 활성이 검출되었으며, 난자에서의 PA 활성 역시 배양시간이 연장됨에 따라 점차 증가하였다. 한편, PAs의 특이적 기질인 plasminogen이 체외수정에 미치는 영향을 검토한 결과, 수정배지에 대한 plasminogen의 첨가는 난자의 투명대(ZP)에 대한 정자의 부착을 증가시키고, 웅성전핵형성을 증가시켰다. 또한, plasminogen은 활성화된 난자에서 pronase에 의한 투명대의 용해시간을 증가시켰으며, 난자에 대한 정자침입율과 다정자침입은 억제시켰다.
ROS 생성조건인 xanthine-xanthine oxidase system하에서 돼지정자를 전배양한 후, 정자의 생존성, 첨체반응, lipid peroxidation 및 PA 활성을 검토하였다. 그 결과, 이 실험에서 이용된 낮은 농도의 X-XO system은 정자의 생존성과 lipid peroxidase에는 영향을 미치지 않았다. 그렇지만, X-XO system에 의해 생성된 ROS는 첨체반응이 일어난 정자의 비율과 정자배양액(sperm incubation medium)에서의 PA활성을 증가시켰다.
또 다른 연구에서, X-XO system하에서 배양된 돼지난자의 체외성숙과 PA활성에 대한 난구세포의 영향을 검토하기 위하여, 난구세포가 제거 또는 부착된 난자를 X-XO system하에서 성숙배양을 실시한 결과, 난구세포가 제거된 난자가 X-XO system에 의해 생성된 ROS에 노출되었을 경우 난자의 퇴행, DNA cleavage 및 capase-3 활성이 증가하였으며, 이 경우 높은 tPA의 활성이 관찰되었다. 그렇지만, 난구세포 부착난자의 경우에는 ROS에 의한 DNA cleavage나 capase-3 활성이 다소 증가하였으나, 유의적인 차이는 나타나지 않았으며, tPA 활성 뿐만 아니라 tPA-PAI 활성이 검출되었다.
이와 같은 연구결과로부터, PA들은 정자의 첨체반응과 난자의 성숙시에 방출 또는 생산되며, 수정배지에 대한 plasminogen의 첨가와 그에 따른 plasmin 생성의 증가는 돼지의 체외수정능력 향상에 유리한 영향을 미치는 것으로 사료된다. 또한, ROS에 의해 증가된 tPA 활성은 돼지의 체외성숙시 산화스트레스에 의해 야기되는 apoptosis와 관련이 있는 것으로 추측된다.