여기에서는 난자 채취 후 적운-난모세포 복합체의 일부를 신속하게 제거하여 IVF 관찰 과정을 촉진하고, 과립층 세포 제거에 필요한 시간을 단축하고, 외부 요소에 대한 난모세포 노출을 최소화하고, 배아 발달을 방해하지 않으며, 궁극적으로 IVF 실험실 절차의 효율성을 향상시키는 최적화된 방법을 제시합니다.
방법 논문
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여기에서는 난자 채취 후 적운-난모세포 복합체의 일부를 신속하게 제거하여 IVF 관찰 과정을 촉진하고, 과립층 세포 제거에 필요한 시간을 단축하고, 외부 요소에 대한 난모세포 노출을 최소화하고, 배아 발달을 방해하지 않으며, 궁극적으로 IVF 실험실 절차의 효율성을 향상시키는 최적화된 방법을 제시합니다.
체외 수정(IVF)을 위한 임상 및 실험실 기술의 급속한 발전에도 불구하고 상당수(10%-15%)의 환자가 계속해서 수정 장애를 겪고 있으며, 이로 인해 수정률이 낮아지고 생존 불가능한 배아가 생성되고 있습니다. 단기 수정은 제2 극체의 압출을 관찰하기 위해 과립층 세포를 조기에 제거하는 것을 포함하며, 이를 통해 낮은 수정률과 완전한 수정 실패를 해결하기 위한 수정 평가 및 조기 개선 조치를 취할 수 있습니다. 그러나 IVF에서 단기 수정의 관찰은 과도하게 큰 처리되지 않은 적운-난모세포 복합체 클러스터 및 난자 간 접착, 과립층 세포 제거를 위한 복잡한 외부 절차 필요 및 장시간의 관찰 기간과 같은 문제로 인해 방해를 받습니다. 이 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 난자 채취 후 과립층 세포를 즉시 부분적으로 제거하는 방법을 제안합니다. 이 접근 방식은 단기 수정 및 기존 수정 모니터링의 후속 단계를 간소화하고, 난모세포 압출에 필요한 시간을 줄이고, 난모세포에 대한 외부 환경 영향의 가능성을 최소화하고, 중요한 수정 관찰 창을 놓칠 위험을 줄입니다. 결과적으로, 이 연구는 IVF에서 배아 실험실의 운영 효율성을 향상시키는 것을 목표로 하는 새로운 임상 증거를 산출합니다.
체외 수정-배아 이식(IVF-ET) 분야에서 일반적인 수정률은 60%에서 80%1 사이입니다. 그러나 약 4%에서 16%의 사례가 완전 수정 실패 또는 낮은 수정률을 경험하여 예측 2,3에서 어려움을 겪고 있습니다. 임상적 임신 결과를 개선하고 완전 비수정 및 저수정의 발생을 줄이기 위해 체외수정(IVF) 시술에서 단기 수정의 활용이 증가하고 있다4. 이 접근법은 제2극체의 압출을 모니터링하고, 수정 상태를 평가하고, 잠재적으로 세포질 내 정자 주입(ICSI)을 수행하기 위해 과립층 세포를 즉시 제거하는 것을 수반합니다. 난모세포 적운세포 복합체(OCCC)와 난모세포 사이의 결합은 기존의 야간 수정에 비해 단기 수정 중에 더 강하기 때문에 OCCC 제거의 어려움이 증가합니다5. 과도한 난모세포 수, 큰 OCCC 복합체 또는 난모세포 간 유착과 같은 요인으로 인해 단기 수정 중 과립층 세포 제거 시간이 길어질 수 있으며, 이로 인해 난자가 인큐베이터 외부에 남아 있는 기간이 연장될 수 있습니다4. 수정 관찰 기간을 최적화하기 위해 상당한 OCCC 복합체를 가진 난모세포에서 과립층 세포를 부분적으로 절제하는 수정된 접근 방식이 고안되었습니다. 이 기술은 난모세포를 둘러싼 과립층 세포를 유지하고, 초기 난모세포 구조6의 무결성을 보존하며, 이러한 세포가 난모세포 성숙 및 후속 수정-배아 결합7에 중요한 요소를 계속 공급할 수 있도록 합니다.
따라서 본 연구는 생식의학센터에서 IVF-ET 치료를 받는 환자를 연구 참가자로 대상으로 하며, 단기 수정 및 야간 수정 모니터링 시 시술에 대한 즉각적인 부분 과립층 세포 기계적 절제법의 영향을 조사하는 동시에 정상 수정 및 후기 발달의 결과를 평가하는 것을 목표로 합니다. 이 연구는 IVF에서 배아 실험실 절차를 향상시키기 위한 귀중한 통찰력을 제공하고자 합니다.
모든 절차는 메이저우 인민병원 생식의학과의 표준 운영 절차에 따라 수행되었으며 같은 부서의 윤리 위원회의 검토를 받았습니다. 참여하는 각 부부로부터 서면 동의서를 받았습니다. 이 연구에는 20세에서 45세 사이의 여성뿐만 아니라 분열 또는 배반포 단계 배아 이식으로 첫 번째 IVF 주기를 받는 참가자가 포함되었습니다. 제외 기준에는 기증자 난자/정자의 사용 및 선천적 또는 이차적 자궁 기형(예: 자궁중격, 단각자궁, 자궁 이완증), 자궁선근증, 자궁 점막하 섬유종 또는 배아 이식 당일 자궁내막 두께가 7mm 미만인 것과 같은 특정 상태가 포함되었습니다. 2023년 12월부터 2024년 2월 사이에 등록된 총 115명의 환자를 대상으로 OCCC의 즉각적인 부분 제거 여부에 따라 두 그룹으로 계층화되었습니다.
1. 난모세포 채취 전 준비
2. 난모세포 채취 및 OCCC의 즉각적인 부분 제거
알림: 난모세포 분리 및 OCCC 제거 절차 중에 실체현미경을 사용하십시오. 최적의 결과를 얻으려면 모든 절차는 온도 제어(37°C)가 가능한 가열 테이블에서 수행해야 하며 모든 장비는 난모세포 채취 30분 전에 예열되어야 합니다.
3. 정액 준비 및 체외 수정
4. 적란 세포 제거
5. 배아 배양
6. 결과 측정 및 통계 분석
짧은 공동 배양 절차를 받은 그룹에서 구조를 받은 환자는 제외되었습니다. 단기 수정을 받은 47명의 환자 중 환자의 연령과 채취된 난모세포의 수 측면에서 유의미한 차이는 관찰되지 않았다(표 1). OCCC를 즉시 부분적으로 제거하면 난모세포 주변에 남아 있는 OCCC가 느슨해져서(그림 3) 두 번째 극체를 쉽게 감지할 수 있었습니다. 분열률, 최적 배아율 및 최적 배반포 속도에서 유의미한 차이는 발견되지 않았음에도 불구하고, OCCC군의 부분적 제거군에서 평균 시술 시간은 대조군에 비해 유의하게 짧았으며(4.42 ± 1.68분 vs. 9.29 ± 5.04분, P < 0.001).
수정 후 18-20시간 후에 수정 검사를 실시한 전통적인 체외 수정(IVF)을 받는 68명의 환자로 구성된 또 다른 코호트에서는 환자의 연령과 두 그룹 간에 채취된 난모세포 수에서 유사성이 관찰되었습니다(표 2). 난자 채취 중 OCCC를 즉시 부분적으로 제거한 환자에서 난모세포를 둘러싼 과립층 세포의 구조가 느슨해지는 것이 관찰되었습니다(그림 4). OCCC 그룹의 부분 제거에서 평균 수술 시간이 약간 짧았지만(4.93 ± 0.80분 vs. 6.54 ± 7.77분, P =0.207), 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았다. 경우에 따라 긴밀한 접착으로 인해 관찰 절차가 40분을 초과하여 길어질 수 있지만, 밤새 보관한 후 대부분의 경우 OCCC의 일반적으로 느슨한 접착력은 두 그룹 간의 작동 시간에 통계적 차이가 없는 이유를 설명할 수 있습니다. 이전 그룹과 마찬가지로, 분열 속도(cleavage rate), 최적 배아 속도(optimal embryo rate), 최적 배반포 속도(optimal blastocyst rate)에서 유의미한 불일치는 확인되지 않았다.
전반적으로, 대표적인 결과는 OCCC의 즉각적인 부분 제거가 절단률, 최적 배아 비율 및 최적 배반포 비율과 같은 주요 IVF 결과를 손상시키지 않으면서 단기 수정 절차에서 수술 시간을 크게 단축한다는 것을 나타냅니다. 이 기술은 난모세포 주위에 남아 있는 OCCC를 풀어 제2극체를 더 쉽게 감지할 수 있도록 하여 작동 시간을 단축하는 데 기여할 수 있습니다. 전통적인 IVF 절차의 맥락에서, OCCC의 즉각적인 부분 제거로 수술 시간이 단축되는 추세가 관찰되었지만, 그 차이는 통계적으로 유의하지 않았으며, 이는 하룻밤 보관 후 적운 세포의 접착에 내재된 변동성 때문일 수 있습니다. 이러한 결과는 OCCC를 즉시 부분적으로 제거하는 것이 특히 단기 수정 상황에서 절차적 효율성을 향상시킬 수 있지만 기존 IVF 일정에 미치는 영향은 덜 두드러질 수 있음을 시사합니다.

그림 1 : 알코올 버너를 사용한 파스퇴르 피펫 준비.이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 2: 처리해야 하는 OCCC의 일반적인 이미지입니다. (A 와 B) 두 명의 환자로부터 직경이 2.5mm를 초과하는 전형적인 난모세포는 표시된 빨간색 점선을 따라 부분적으로 제거되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 3: 정자와 함께 배양 후 4-6시간 후 수정의 형태학적 특징을 묘사하는 일반적인 현미경 사진. OCCC가 부분적으로 제거되지 않은 일반적인 난모세포(A) 또는 (B). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 4: 정자와 함께 배양한 후 18-20시간 후 전핵 평가의 형태학적 특징을 묘사하는 일반적인 현미경 사진. OCCC가 부분적으로 제거되지 않은 일반적인 난모세포(A) 또는 (B). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
| OCCC 그룹 부분 제거 | 대조군 | p-값 | |
| 환자 (n) | 26 | 21 | |
| 나이 (y) | 32.04 ± 4.11 | 33.33 ± 3.41 | 0.193 |
| 아니요. 회수된 난모세포 수 | 12.85 ± 9.02 | 11.38 ± 5.32 | 0.493 |
| 4 H 절차 시간 (분) | 4.42 ± 1.68 | 9.29 ± 5.04 | <0.001 |
| 분열 속도, n(%) | 98.89 ± 0.04, 24 | 100.00 ± 0.00, 19 | 0.221 |
| 최적 배아 비율, n(%) | 71.38 ± 35.46, 24 | 72.14 ± 35.72, 19 | 0.945 |
| 최적 배반포 속도, n(%) | 58.13 ± 28.29, 19 | 65.18 ± 28.09, 12 | 0.504 |
표 1: 짧은 공동 배양 절차를 거친 OCCC의 즉각적인 부분 제거가 있거나 없는 두 그룹 간의 수정 결과 비교.
| OCCC 그룹 부분 제거 | 대조군 | p-값 | |
| 환자 (n) | 29 | 39 | |
| 나이 (y) | 32.21 ± 4.11 | 32.72 ± 4.25 | 0.619 |
| 아니요. 회수된 난모세포 수 | 12.93 ± 7.00 | 12.44 ± 7.26 | 0.777 |
| 20시간 작동 시간(분) | 4.93 ± 0.80 | 6.54 ± 7.77 | 0.207 |
| 분열 속도, n(%) | 98.81 ± 0.04, 28 | 95.93 ± 0.17,37 | 0.39 |
| 최적 배아 비율, n(%) | 72.07 ± 36.75, 28 | 72.62 ± 30.01,36 | 0.948 |
| 최적 배반포 속도, n(%) | 62.93 ± 28.30, 21 | 63.36 ± 24.61, 28 | 0.955 |
표 2: 전통적인 체외 수정(IVF)을 받는 OCCC를 즉시 부분적으로 제거하거나 제거하지 않은 두 그룹 간의 수정 결과 비교.
과립층 세포의 즉각적인 부분 제거는 단기 수정의 조기 분해 과정을 가속화할 수 있고, 단기 수정과 기존 IVF 모두에서 두 번째 극체의 관찰 시간을 단축할 수 있으며, 후속 배아 발달을 손상시키지 않을 수 있습니다. 현재 전 세계적으로 실험실은 수정 장애와 낮은 성공률을 완화하기 위해 다양한 전략을 채택하고 있습니다. 바람직한 방법은 단기 수정 후 4-6시간 후에 제2 극체를 관찰하기 위해 과립층 세포를 제거하는 것입니다14. 난모세포와 주변 적운 세포 사이의 긴밀한 접착으로 인해 문제가 발생하여 피펫을 사용한 기계적 제거를 방해합니다. 난모세포를 즉시 채취하고 절단하면 OCCC의 접착력과 부피를 줄여 관찰 시간을 단축하여 이 문제를 완화할 수 있습니다. 프로토콜의 중요한 단계는 난자 채취 후 OCCC를 즉시 부분적으로 제거하여 난모세포 주변에 남아 있는 적운 세포를 느슨하게 하여 수정 성공을 평가하는 데 중요한 두 번째 극체의 감지를 용이하게 하는 것입니다. 신속한 제거는 절단 속도, 최적 배아 비율 또는 최적의 배반포 속도를 손상시키지 않고 작업 시간을 크게 단축합니다.
절단 기술의 제안된 수정 및 문제 해결은 다음과 같습니다: (i) 바늘 고정은 체외 시간을 연장시킬 수 있으므로 불필요한 것으로 간주됩니다. 실제로는 편리한 절단 방법을 나타냅니다. (ii) OCCC에 초점을 맞추고, 난모세포의 직경과 일치하는 각 측면에 3-4개의 과립층 세포를 유지하는 것이 좋습니다. 양측 OCCC의 경우 양쪽을 절단해야 합니다. 편측 OCCC의 경우 OCCC로 측면을 자릅니다. 대칭을 위해 노력할 수 있지만 반드시 완벽하지는 않습니다. (iii) 난포가 말리고 퍼진 상태를 방해하는 것을 방지하려면 접시 위의 난포액이 절단 중에 OCCC 부양을 방지할 수 있을 만큼 충분히 얇아야 합니다. (iv) 난포액에는 난모세포를 채취하는 동안 혈액 성분이 포함되어 있는 경우가 많습니다. 절단 후에는 혈액 오염의 영향을 완화하기 위해 즉시 난포를 세척 용기에 옮겨야 하며 난모세포 채취 후에도 세척을 계속해야 합니다.
부분적 제거 후에도 적운 세포를 유지하면 난모세포가 성장 인자 및 아미노산과 같은 초기 배아 발달에 필요한 필수 물질을 받아 배아 발달을 촉진할 수 있습니다15. 이전 연구에서는 장기간의 공동 배양이 많은 양의 반응산소종(ROS)을 생성하여 배아 투명대(zona pellucida)를 경화시키고 배아의 잠재력을 손상시킬 수 있음을 보여주었습니다. 필요한 과립층 세포를 유지하면서 과립층 세포를 즉시 부분적으로 제거하면 과립층 세포에 의한 ROS와 배양 배지의 에너지 소비가 감소합니다16. 현재로서는 IVF에서 단기 수정을 위해 과립층 세포를 제거하는 시기와 비율에 대한 통일된 합의가 없습니다. 이 연구에서 얻은 데이터는 약 2500μm OCCC 직경으로 선택된 난모세포를 즉시 제거하는 것이 후속 배아 발달 또는 단기 및 기존 IVF 수정을 위한 관찰 과정을 방해하지 않는다는 것을 시사합니다.
이 기술의 중요한 한계는 난모세포와 적운 세포 사이의 접착 정도가 가변적일 수 있다는 것이며, 이는 결과의 일관성에 영향을 미칠 수 있습니다. 또한 즉각적인 부분 제거 접근법은 관찰 시간을 단축하지만 난모세포 손상을 방지하거나 후속 배아 발달을 손상시키지 않기 위해 정확한 실행이 필요합니다. 절단 후 남아 있는 OCCC의 최적량을 결정하기 위해서는 추가 실험이 필요합니다. 예를 들어, 약 2000μm의 OCCC를 보유하고 피킹 접시에 저울을 미리 표시하면 OCCC 크기 및 절단 범위에 대한 균일한 평가를 향상시킬 수 있는지 조사할 수 있습니다.
결론적으로, 이 정교한 기술은 수정이나 배아 발달에 심각한 부작용을 보여주지 않아 지지할 만한 가치 있는 방법입니다.
저자는 경쟁 이익이 없음을 선언합니다.
저자들은 이 연구에 적극적으로 참여한 중국 광둥성 메이저우 인민병원 생식의학과 직원들에게 감사를 표한다.
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| G-IVFT PLUS | Vitrolife | 10136 | |
| OVOIL | Vitrolife | 10029 | |
| G-MOPS PLUS | Vitrolife | 10130 | |
| Falcon 3003 접시 | Corning | 353003 | |
| Falcon 3001 접시 | Corning | 353001 | |
| Falcon 2001 튜브 | Corning | 352001 | |
| Falcon 4013 컵 | Corning | 354013 | |
| Falcon 3037 접시 | Corning | 351058 | |
| 파스퇴르 피펫 | Darwin | D1150-5P |
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