保存中のステレットAcipenser ruthenusの低品質精子の運動性と受精能力の向上

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Theriogenology.2020 Jul;156:90-96. S0093-691X(20)30401-5. doi: 10.1016/j.theriogenology.2020.07.004.Epub 2020-07-08.

保存中のステレットAcipenser ruthenusの低品質精子の運動性と受精能力の向上

Improving motility and fertilization capacity of low-quality sperm of sterlet Acipenser ruthenus during storage.

Miaomiao Xin
Yu Cheng
Marek Rodina
Vladimíra Tučková
William L Shelton
Otomar Linhart

PMID: 32682180 DOI: 10.1016/j.theriogenology.2020.07.004.

抄録

特に、絶滅危惧種であるチョウザメの場合は、精子の質を向上させることで受精の成功率を高め、遺伝的多様性を維持することができると考えられます。本研究では、成熟した雄のステレット Acipenser ruthenus から精子を採取し、CASA システムを用いて運動性を評価した。両群のサンプルをそれぞれ良精子（GSP）と悪精子（BSP）の精漿と一緒に4℃で15分、6時間、24時間、96時間インキュベートした。GSPで培養したBSの運動性はBSPで培養したBSに比べて増加し、BSPで培養したGSの運動性と速度はGSPで培養したGSに比べて減少した。受精率は，ストリップ後15分および6時間保存した試料を用いて評価した。GSPで培養したBSの受精率および孵化率は，BSPで培養したBSと比較して有意に増加した。BSPの無機イオン（Na, K, Cl）濃度と浸透圧はGSPよりも有意に低かった。これらの結果から、GSPを用いたインキュベーションにより精子の質が活性化されることが示唆された。さらに、GSPで培養したBSの受精能力は、質の良い精子と同等のレベル(約70%)に達することがわかった。BSP中の低イオン濃度と浸透圧が、低精子品質の原因の一端である可能性がある。今回の研究は、GSPでの保存により低品質のステレット精子を活性化する能力についての最初の報告である。

Improvement of sperm quality with low motility by storage could ensure higher success of fertilization and maintain higher genetic diversity, especially for sturgeons, which as endangered species have limited broodstock and gametes. Sperm was collected from mature male sterlet Acipenser ruthenus and motility was evaluated using the CASA system; samples were categorized as GS 'good sperm' (>80%) or BS 'bad sperm' (<20%). Samples from both groups were incubated with seminal plasma from good- (GSP) and bad-quality sperm (BSP), respectively for 15 min, 6 h, 24 h and 96 h at 4 °C. Motility of BS incubated in GSP increased after different storage times compared to BS incubated in BSP, while the motility and velocity of GS incubated in BSP decreased compared to GS incubated in GSP. Fertilization rates were evaluated with samples stored for 15 min and 6 h post-stripping; fertilization and hatching rate of BS after incubation in GSP increased significantly compared to the BS incubated in BSP. Inorganic ion (Na, K, Cl) concentrations and osmolality of BSP were significantly lower than that of GSP. These results indicated that sterlet sperm quality can be revitalized by incubation with GSP. Further, fertilization capacity of BS after incubation in GSP can reach similar levels to the good quality sperm (∼70%). Low ion concentration and osmolality in BSP may be a partial cause of low sperm quality. The current study is the first report on the capability to revitalize low quality sterlet sperm by storage in GSP.