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馬の排卵前卵胞液のメタボロミクスの研究。現在の体外成熟媒体を改善する方法
Study of the Metabolomics of Equine Preovulatory Follicular Fluid: A Way to Improve Current In Vitro Maturation Media.
PMID: 32438699 PMCID: PMC7278476. DOI: 10.3390/ani10050883.
抄録
体外での馬の胚の生産は、現在、商業的な技術であり、子孫を得るための信頼性の高い方法です。これらの胚を生産するために、未熟な卵母細胞は、死後の卵巣または卵子ピックアップ（OPU）によって生きている牝馬から回収され、体外成熟（IVM）、細胞質内精子注入（ICSI）によって受精し、発達の8〜10日目まで培養されます。しかし、体外で成熟し、顕微授精を受けた卵母細胞の約10％が成功した妊娠と去勢に終わるのが精一杯であり、これは体外受精の条件が最適でないことに起因する可能性があります。そこで本研究では、プロトン核磁気共鳴分光法（H-NMR）を用いて、死後の牝馬から得られた馬の排卵前卵胞液（FF）に含まれる主要な代謝物を明らかにすることを目的とした。その結果を、馬の卵子細胞IVMに最も一般的に使用されている培地である組織培養培地199（TCM-199）とダルベッコの改変イーグル培地/栄養混合物F-12 Ham（DMEM/F-12）の組成と比較した。22の代謝物が馬のFFで同定された；これらの中で、それらのうちの9つは、（平均±SEM）を含む、DMEM/F-12またはTCM-199培地の組成物に含まれていない：アセチルカルニチン（0.37±0.2 mM）、カルニチン（0.09±0.01 mM）、クエン酸塩（0.09±0.01 mM）。01 mM）、クエン酸塩（0.4±0.04 mM）、クレアチン（0.36±0.14 mM）、クレアチンリン酸塩（0.36±0.05 mM）、フマル酸塩（0．05±0.007 mM）、グルコース-1-リン酸（6.9±0.4 mM）、ヒスタミン（0.25±0.01 mM）、または乳酸（27.3±2.2 mM）。また、グルコースなどのコア代謝物の平均濃度は、FFでは4.3mM、TCM-199では5.55mM、DMEM/F-12では17.5mMとばらつきがあった。したがって、我々のデータは、現在使用されている培地をさらに改良することができることを示唆している。
Production of equine embryos in vitro is currently a commercial technique and a reliable way of obtaining offspring. In order to produce those embryos, immature oocytes are retrieved from postmortem ovaries or live mares by ovum pick-up (OPU), matured in vitro (IVM), fertilized by intracytoplasmic sperm injection (ICSI), and cultured until day 8-10 of development. However, at best, roughly 10% of the oocytes matured in vitro and followed by ICSI end up in successful pregnancy and foaling, and this could be due to suboptimal IVM conditions. Hence, in the present work, we aimed to elucidate the major metabolites present in equine preovulatory follicular fluid (FF) obtained from postmortem mares using proton nuclear magnetic resonance spectroscopy (H-NMR). The results were contrasted against the composition of the most commonly used media for equine oocyte IVM: tissue culture medium 199 (TCM-199) and Dulbecco's modified eagle medium/nutrient mixture F-12 Ham (DMEM/F-12). Twenty-two metabolites were identified in equine FF; among these, nine of them are not included in the composition of DMEM/F-12 or TCM-199 media, including (mean ± SEM): acetylcarnitine (0.37 ± 0.2 mM), carnitine (0.09 ± 0.01 mM), citrate (0.4 ± 0.04 mM), creatine (0.36 ± 0.14 mM), creatine phosphate (0.36 ± 0.05 mM), fumarate (0.05 ± 0.007 mM), glucose-1-phosphate (6.9 ± 0.4 mM), histamine (0.25 ± 0.01 mM), or lactate (27.3 ± 2.2 mM). Besides, the mean concentration of core metabolites such as glucose varied (4.3 mM in FF vs. 5.55 mM in TCM-199 vs. 17.5 mM in DMEM/F-12). Hence, our data suggest that the currently used media for equine oocyte IVM can be further improved.