양 배아는 혼자보다 여럿 배양하면 항상 더 잘 발달할까요?

상세 설명

이 체외 실험적 배양 연구는 체외에서 발달한 양 접합자로부터 높은 난할률과 배반포 형성률을 얻을 수 있는 무혈청 배양 시스템을 개발하고자 했습니다. 연구진은 BSA(32 mg/ml)를 첨가한 합성 난관액(Synthetic Oviduct Fluid, SOF) 배지에서 아미노산, 암모늄, 비타민, 집단 배양이 양 접합자의 발달에 미치는 영향을 시험했습니다.

배아를 각각 동일한 배지 방울에서 6일 동안 단독 배양했을 때, 아미노산 첨가는 8–16세포기에서 발달이 정지한 배아의 비율에 영향을 주지 않았습니다. 그 비율은 SOF에서 43%, 아미노산을 첨가한 SOF에서 41%였습니다.

그러나 Eagle의 모든 아미노산이 들어 있는 배지에서 암모늄 독성을 완화하기 위해 48시간마다 배지를 교체하자, 발달 정지 비율이 6%로 유의하게 감소했습니다(p < 0.05). 배반포 세포 수는 SOF의 52개에서 아미노산 첨가 SOF의 105개로 증가했고(p < 0.01), 배반포 단계에 도달한 비율은 29%에서 67%로 증가했습니다(p < 0.05). 배지를 48시간마다 교체했을 때는 비필수 아미노산과 글루타민도 발달 정지를 유의하게 줄였습니다(p < 0.05).

Eagle의 모든 아미노산이 들어 있고 48시간마다 교체한 SOF에서 단독, 2개씩, 4개씩 배양한 배아의 배반포 부화율은 각각 47%, 31%, 79%였으며, 배반포의 평균 세포 수는 각각 105개, 136개, 173개였습니다. 초록은 이 배양 조건들에서 부화율과 평균 세포 수가 유의하게 증가했다고 보고하지만, 2개씩 배양한 경우의 부화율은 단독 배양보다 낮았습니다. 4개씩 배양한 배반포의 세포 수는 생체 내에서 발달한 대조군의 세포 수(160개)와 동등했고, 혈청을 사용해 발달시킨 배반포의 세포 수(103개)보다 유의하게 많았습니다(p < 0.01).

배반포 대사를 세포당 기준으로 분석한 결과, 아미노산은 포도당 흡수나 젖산 생성에 영향을 주지 않았지만, 아미노산과 비타민을 함께 첨가하면 두 지표가 모두 유의하게 증가했습니다(p < 0.01). 혈청을 사용해 발달시킨 배반포에서도 비슷한 반응이 관찰됐습니다.

아미노산이 있는 조건에서 배양한 뒤 양 배반포가 생성한 암모늄은 생쥐 배반포보다 유의하게 많았습니다. 연구진은 이를 반추동물 배아가 설치류 배아보다 아미노산을 더 많이 이용한다는 간접 증거로 해석했습니다.

연구진은 암모늄이 배양 중인 양 배아의 발달을 저해하며, Eagle의 모든 아미노산이 있을 때 배반포 단계까지의 발달이 최대가 된다고 결론 내렸습니다. Eagle의 아미노산은 배반포 형성, 부화, 세포 수를 유의하게 늘리지만 세포당 포도당 흡수나 젖산 생성에는 영향을 주지 않습니다. 비타민은 배아 형태에 영향을 주지 않지만 세포당 포도당 흡수와 젖산 생성을 유의하게 늘립니다. 또한 연구진은 양 배아가 배양 중 자신의 발달을 촉진하는 하나 이상의 인자를 생성한다고 결론 내렸습니다.

양 접합자를 Eagle의 아미노산이 있는 조건에서 4개씩 6일 동안 배양하고 48시간마다 배지를 교체했을 때, 배반포 발달률은 95%, 부화율은 79%, 배반포당 세포 수는 173개였습니다. 연구는 체세포가 없는 무혈청 배양 시스템에서도 생체 내와 동등한 체외 난할률을 얻을 수 있다고 결론 내렸습니다.