Россия
Аннотация. В последние десятилетия активно ведется работа по разработке, изучению свойств и возможностей применения различных соединений кремния – второго по распространенности элемента на нашей планете. Данный неметалл и его диоксид (кремнезем) демонстрируют хорошую биологическую совместимость, безопасность для живых организмов, а также большое разнообразие физико-химических свойств в зависимости от способа получения и обработки. В частности, диметилглицеролат кремния (ДМГК) обладает трансмукозной и транскутанной проводимостью лекарственных средств, а гидрогели на его основе могут представлять интерес в качестве компонента, структурирующего среды для культивирования ооцитов и эмбрионов и/или криоконсервации/оттаивания гамет. Цель данного исследования – изучение влияния ДМГК в концентрациях 0,2 % и 0,02 % на мембранный потенциал митохондрий и показатели жизнеспособности сперматозоидов быков. Основным методом исследования стала проточная цитофлуориметрия с использованием двух наборов флуоресцентных зондов: йодид 3,3'-дигексилоксакарбоцианин (DiOC6(3))/этидиум бромид и Annexin V-FITC/пропидиум йодид. Результаты проведенной работы свидетельствуют, что ДМГК в концентрациях 0,2 % и 0,02 % не оказывает влияния на мембранный потенциал митохондрий, экстернализацию фосфатидилсерина и некротические процессы в популяции сперматозоидов быков. Научная новизна исследования заключается во впервые полученных данных об отсутствии цитотоксичности ДМГК для мужских гамет. Вкупе с данными о положительном влиянии данного соединения на морфологические показатели и состояние ядерного хроматина ооцитов свиней после интрафолликулярной витрификации следует заключить, что диметилглицеролат кремния представляет интерес при создании сред для криоконсервации/оттаивания сперматозоидов.
сперматозоиды, быки, диметилглицеролат кремния, митохондрии, апоптоз, некроз
1. Croissant J. G., Fatieiev Y., Khashab N. M. Degradability and Clearance of Silicon, Organosilica, Silsesquioxane, Silica Mixed Oxide, and Mesoporous Silica Nanoparticles // Advanced Materials. 2017. Vol. 29. No. 9. Pp. 1-51. DOI:https://doi.org/10.1002/adma.201604634.
2. Ковтун С. І., Галаган Н. П., Щербак О. В., Троцький П. А. Методичні рекомендації з кріоконсервації сперматозоїдів та ооцитів сільськогосподарських тварин і формування ембріонів in vitro. Чубинське: Інститут розведення і генетики тварин імені М. В. Зубця НААН, 2015. 17 с.
3. Manavitehrani I., Schindeler A., Parviz M. Mesoporous Silica Nanoparticles: Synthesis, Modification and Applications // Nanomedicine, Nanotechnology, Biology and Medicine. 2018. Vol. 3. No. 2. P. 0001369.
4. Huang R., Shen Y. W., Guan Y. Y., Jiang Y. X., Wu Y., Rahman K., Zhang L. J., Liu H. J., Luan X. Mesoporous silica nanoparticles: facile surface functionalization and versatile biomedical applications in oncology // Acta Biomaterialia. 2020. Vol. 116. Pp. 1-15.
5. Бойко А. А., Ларченко Е. Ю., Хонина Т. Г., Чупахин О. Н. Исследования по стандартизации фармацевтической субстанции диметилглицеролатов кремния // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2017. Т. 20. № 8. С. 13-17.
6. Van der Valk D. C., van der Ven C. F. T., Blaser M. C., Grolman J. M., Wu P. J., Fenton O. S., Lee L. H., Tibbitt M. W., Andresen J. L., Wen J. R., Ha A. H., Buffolo F., van Mil A., Bouten C. V. C, Body S. C., Mooney D. J., Sluijter J. P. G., Aikawa M., Hjortnaes J., Langer R., Aikawa E. Engineering a 3D-Bioprinted Model of Human Heart Valve Disease Using Nanoindentation-Based Biomechanics // Nanomaterials (Basel). 2018. Vol. 8. No. 5. P. 296.
7. Волкова И. М., Коровина Д. Г. Трехмерные матриксы природного и синтетического происхождения для клеточной биотехнологии // Биотехнология. 2015. № 2. С. 8-26. DOI:https://doi.org/10.1134/S0003683815090082.
8. Новичкова Д. А., Кузьмина Т. И. Влияние диметилглицеролата кремния и глицерина на экспансию кумулюсных клеток ооцитов Sus scrofa domesticus // Сборник тезисов VI Молодежной конференции по молекулярной и клеточной биологии Института цитологии РАН. Санкт-Петербург, 2018. С. 78-79.
9. Алимова А. Д., Кундик Ю. В., Станиславович Т. И., Кузьмина Т. И. Влияние диметилглицеролата кремния на жизнеспособность клеток гранулезы из овариальных фолликулов Sus Scrofa Domesticus // Вопросы нормативно-правового регулирования в ветеринарии. 2019. № 2. С. 61-63. DOI:https://doi.org/10.17238/issn2072-6023.2019.
10. Алимова А. Д., Кузьмина Т. И. Влияние диметилглицеролата кремния на ооцит-кумулюсные комплексы свиней при культивировании in vitro // Ветеринария. 2020. № 9. С. 46-49. DOI:https://doi.org/10.30896/0042-4846.2020.23.9.46-49.
11. Чистякова И. В., Кузьмина Т. И., Станиславович Т. И., Хонина Т. Г. Воздействие кремнийсодержащих соединений на развитие доимплантационных эмбрионов Bos taurus // Вопросы нормативно-правового регулирования в ветеринарии. 2018. № 3. С. 105-108.
12. Станиславович Т. И., Кузьмина Т. И., Молчанов А. В. Влияние интраовариальной витрификации на показатели криорезистентности ооцит-кумулюсных комплексов свиней // Вопросы ветеринарно-правового регулирования в ветеринарии. 2019. № 4. С. 65-70. DOI:https://doi.org/10.17238/issn2072-6023.2019.4.65
13. Бойцева Е. Н., Бычкова Н. В., Кузьмина Т. И. Влияние наночастиц высокодисперсного кремнезема на апоптоз сперматозоидов Bos Taurus // Цитология. 2017. Т. 59. № 5. С. 375-380.
14. Aitken R. J. Reactive oxygen species as mediators of sperm capacitation and pathological damage // Molecular Reproduction and Development. 2017. Vol. 84. No. 10. Pp. 1039-1052.
15. Nikitkina E., Musidray A., Krutikova A., Anipchenko P., Plemyashov K., Shiryaev G. Efficiency of Tris-Based Extender Steridyl for Semen Cryopreservation in Stallions // Animals (Basel). 2020. Vol. 10. No. 10. P. 1801.
16. Anzar M., Rajapaksha K., Boswall L. Egg yolk-free cryopreservation of bull semen [Электронный ресурс] // PLoS One. 2019. Vol. 14. No. 10. P. e0223977. URL: https://journals.plos.org/plosone/article?idhttps://doi.org/10.1371/journal.pone.0223977 (дата обращения: 10.11.2020).
