포유류의 암컷 생식력 보존을 위한 도전과 해결책

Federica Franciosi

doi:10.3791/63613

방법 논문

포유류의 암컷 생식력 보존을 위한 도전과 해결책

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⸱

DOI:

10.3791/63613

⸱

2021년 12월 10일

Federica Franciosi¹

¹Department of Health, Animal Science and Food Safety, University of Milan

이 논문에서

초록

논의 된 기사 :

Ponthier, J., de la Rebière, G., Salciccia, A., Deleuze, S. 암말에서 접촉 섬유가 있는 980nm 레이저를 사용하여 자궁내막 낭종의 내시경 유도 광절제술. 시각화 실험 저널: JoVE. (161), e61569 (2020).

Colombo, M., Luvoni, G. C. 미성숙 고양이 난모세포의 최소 부피 유리화. 시각화 실험 저널: JoVE. (160), e61523 (2020).

Barros, R. G., Lodde, V., Franciosi, F., Luciano, A. M. 소의 초기 전방 난포에서 난모세포에 대한 체외 배양 전략. 시각화 실험 저널: JoVE. (161), e61625 (2020).

Liu, T. et al. OP-IVM: 난모세포 채취 후 체외 성숙과 부인과 수술 결합. 시각화 실험 저널: JoVE. (171), e61647 (2021).

Brouillet, S. et al. 사춘기 이전 소녀와 여성의 생식력 보존을 최적화하기 위해 난소 조직에서 추출한 난모세포의 동결 보존. 시각화 실험 저널: JoVE. (164), e61777 (2020).

Winship, A. L., Sarma, U. C., Alesi, L. R., Hutt, K. J. 성체 마우스 난소의 정확한 여포 계수. 시각화 실험 저널: JoVE. (164), e61782 (2020).

Kawagoe, Y., Kawamura, K. 중증 난소 기능 장애 환자의 생식 능력 보존. 시각화 실험 저널: JoVE. (169), e62098 (2021).

Succu, S., Serra, E., Gadau, S., Varcasia, A., Berlinguer, F. 양의 성체 및 사춘기 난소에서 채취한 체외 성숙 난모세포의 유리화. 시각화 실험 저널: JoVE. (173), e62272 (2021).

사설

생식 기능 감소 또는 손상, 즉 저출산 및 불임은 출산에 어려움을 겪고 있는 개인이나 부부의 성취와 웰빙에 영향을 미치는 문제로 간주되었습니다. 현대의 생활 방식, 기대 수명 연장, 출산 연기, 환경 오염 등이 공존하여 현재 공중 보건 문제로 인식되고 있는 저불임 및 불임의 발생을 증가시키고 있습니다. 많은 경우 최소 침습 수술과 관련된 보조 생식 기술(ART)의 개발은 적어도 부분적으로 생식 기능을 회복시킬 수 있는 가능성을 갖고 있으며 소아 연령의 종양 환자의 생식력 보존에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 또한 ART는 생물의학 분야 외부에서도 상당한 응용 분야를 발견했습니다. 예를 들어, 현대 농업은 생산적 특성을 위해 선택된 동물의 자손을 효율적으로 증폭시켜 가축의 지속 가능성과 수익성에 큰 영향을 미칠 수 있는 가능성으로 발전해 왔습니다. 또한 야생동물 보호 프로그램은 종종 광범위한 보조 번식 전략에 의존합니다. 가장 주목할만한 예 중 하나는 '북부 흰코뿔소와 같이 멸종 위기에 처한 포유류를 구하기 위한 첨단 생식 기술'을 적용하는 BioRescue 프로젝트입니다. 그러나 멸종은 전 세계적으로 더 생산적인 국제적인 품종으로 대체되는 많은 토착 국내 품종을 위협하고 있습니다. 따라서 가축 유전 자원의 생물 다양성을 보호하고 미래 세대의 생산자와 소비자가 사용할 수 있도록 하기 위해 생식력 보존이 필수적이 되었습니다. 이러한 견해에서 배우자와 배아의 냉동 은행은 멸종 위기에 처하거나 멸종된 종이나 가축 품종을 되살릴 수 있는 잠재력을 가지고 있기 때문에 제자리 외 보존 전략으로 제안됩니다. 그러나 배아와 정자 냉동 보존은 많은 종에서 상당히 잘 확립되어 있지만 미토콘드리아 DNA를 구성하는 모계 유산의 보존은 그다지 효율적이지 않습니다. 배우자의 제한된 공급원, 성체 전구 세포의 부족, 난모세포의 생물학적 물리적 복잡성이 주요 제한 요인 중 하나입니다.

이 컬렉션의 목적은 다양한 포유류 종에 걸쳐 설명된 한계 중 일부를 극복하기 위해 구현된 가장 성공적인 방법 중 하나로 선택된 여러 방법론적 접근 방식에 대한 통찰력을 제공하는 것입니다.

전통적으로 체외 배아 생산(IVP)은 생체 내에서 성장하고 난소 맥락에서 미성숙하고 완전히 성장한 난모세포로 추출된 난모세포를 사용하여 시험관 내 성숙(IVM) 또는 성숙한 난모세포로 추출합니다. 두 번째 접근법은 인간의 의학적으로 보조 생식의 전형이며 호르몬 자극이 필요합니다. 그러나 이러한 방식으로 모집할 수 있는 것은 매우 제한된 양의 배우자뿐이며 난소 예비력의 대다수는 아직 개발되지 않은 상태로 남아 있습니다. 여기에서 Barros와 동료들은 적어도 부분적으로 개발되지 않은 자원에 접근하기 위한 방법론적 접근 방식을 설명하며, 완전히 성장한 자원에 선행하는 발달 단계에서 수집된 소의 성장 난모세포에 초점을 맞춥니다. 구체적으로, 작은 전정부 난포에서 수집된 배우자는 시험관 내에서 배양된 다음 소 IVP의 전통적인 계획에서와 같이 IVM에 사용될 수 있습니다.

위에서 언급했듯이 IVM 단계는 다른 종에 비해 공정의 효율성이 낮기 때문에 일반적으로 인간에게 적용되지 않습니다. 그러나 예를 들어 사춘기 이전 연령의 환자에서 화학 요법, 방사선 요법 또는 수술 전에 호르몬 자극을 예약할 수 없거나 개입이 즉각적이어야 하거나 난소 자극에 대한 감수성이 알려진 경우 IVM은 가임력 보존 옵션을 구성합니다. 이 시나리오에서 Liu와 동료² 는 양성 부인과 수술을 받는 환자를 위한 외과적 및 생명공학적 결합 접근법을 제안하며, 이를 통해 IVM용 난모세포는 부인과 수술(OP-IVM)과 관련하여 상황에 따라 회수됩니다. 환자의 생식력 보존은 난자 동결 보존 또는 수정에 의해 완료됩니다.

실제로 파트너가 있을 때마다 난자 냉동에 비해 표준화가 더 높고 성공률이 높기 때문에 배아 냉동 보존이 선호됩니다. 난모세포는 실제로 큰 세포로, 표면/부피 비율이 불리하고 중요한 지질 함량을 가지며 단백질 선반으로 둘러싸여 있으며, 이 모든 특성으로 인해 이 세포는 냉동 보호제 침투에 적합하지 않으며 냉동 및 초급속 동결 중 온도 감소율도 저하됩니다. 그러나 동물 표본만큼이나 인간 환자의 생식력 보존 계획은 이러한 접근 방식을 통해 큰 이점을 얻을 것입니다. 이 견해에서는 고양이 및 양 난모세포에서 유리화라고도 알려진 난모세포 초고속 동결을 촉진하는 두 가지 프로토콜이 제시됩니다 ^3,4. Succu와 동료들은 사춘기 전 인간 환자에게도 영향을 미칠^{수 있는 청소}년 기증자의 난모세포 발달 잠재력 회복을 위한 온난화 후 배양 조건과 시기의 중요성을 강조하는 반면4, Colombo와 Luvoni는 주로 야생 동물 생물 다양성 보호를 목표로 하는 현장 친화적인 프로토콜 개발에 관심을 집중합니다³.

난자 동결의 대안은 난소 조각의 냉동 보존입니다. 이러한 단편은 결국 Brouillet et ^al.5에 의해 설명된 대로 다른 절차로 향하기 위해 이전에 더 큰 난모세포를 고갈시킬 수 있습니다. 그런 다음 적절한 단계에 도달할 때까지 난포와 밀폐된 난모세포의 성장을 허용하기 위해 난소 조각을 배양해야 합니다. 또는 다시 접목할 수 있습니다⁶. 그러나 이 접근 방식은 대부분 실험적인 것으로 남아 있으며 타당성의 원리 증명을 제공하는 데 어느 정도 성공했음에도 불구하고 Winship과 공동 연구자가 제공한 기여에서 지적한 바와 같이 연구 개발 관점뿐만 아니라 기본 생물학/생리학 수준에서도 여전히 상당한 노력이^{필요합니다 7.}

마지막으로, 생식력 보존에는 형성된 배아가 착상하고 만삭까지 발달할 가능성이 의무적으로 포함됩니다. 이 관점에서 말에 대한 최소 침습 외과적 개입을 사용하여 적절한 산모-태아 인식을 보장하는 접근 방식이 보고됩니다⁸.

여기에는 불임력 보존을 위한 최첨단 방법론을 찾고 있는 연구 및 의료 그룹을 위해 생명공학 및 외과적 접근법의 포괄적인 모음이 제시되며, 철저한 프로토콜 공유가 기존 관행의 개선과 현장의 관련 과제에 대한 비판적 사고와 이를 극복할 수 있는 방법에 유용하기를 희망합니다.

공개 사항

저자는 공개할 것이 없습니다.

감사의 글

저자는 Ministero dell'Istruzione dell'Università e della Ricerca-MIUR의 'Programmi di Ricerca Scientifica di Rilevante Interesse Nazionale-PRIN 2017', 보조금 번호 20172N2WL3_002에 감사드립니다.

참고문헌

Barros, R. G., Lodde, V., Franciosi, F., Luciano, A. M. In vitro culture strategy for oocytes from early antral follicle in cattle. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (161), e61625(2020).
Liu, T., et al. OP-IVM: Combining in vitro maturation after oocyte retrieval with gynecological surgery. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (171), e61647(2021).
Colombo, M., Luvoni, G. C. Minimum volume vitrification of immature feline oocytes. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (160), e61523(2020).
Succu, S., Serra, E., Gadau, S., Varcasia, A., Berlinguer, F. Vitrification of in vitro matured oocytes collected from adult and prepubertal ovaries in sheep. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (173), e62272(2021).
Brouillet, S., et al. Cryopreservation of oocytes retrieved from ovarian tissue to optimize fertility preservation in prepubertal girls and women. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (164), e61777(2020).
Kawagoe, Y., Kawamura, K. Fertility preservation in patients with severe ovarian dysfunction. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (169), e62098(2021).
Winship, A. L., Sarma, U. C., Alesi, L. R., Hutt, K. J. Accurate follicle enumeration in adult mouse ovaries. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (164), e61782(2020).
Ponthier, J., de la Rebière, G., Salciccia, A., Deleuze, S. Endoscopy guided photoablation of endometrial cysts using a 980 nm laser with a contact fiber in mares. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (161), e61569(2020).

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