Россия
Аннотация. Создание криобанка репродуктивных клеток и тканей открывает возможности интенсификации внедрения инновационных клеточных репродуктивных технологий в практику животноводства, биомедицину, ветеринарию. Цель исследования – оценить эффекты диметилглицеролата кремния (ДМГК) на морфологию гамет и липидом ооцитов свиней, подвергшихся интраовариальной витрификации (ИОВ). Методы. Витрификации подвергались фрагменты (15 × 20 мм) яичников, которые последовательно экспонировали в криопротекторах (КПА1 и КПА2) 25 мин. и 15 мин. Состав: КПА1: 7,5 % этиленгликоля (ЭГ), 7,5 % диметилсульфоксида (ДМСО), 65 % ФСБ с 2М бычьего сывороточного альбумина (БСА); КПА2: 2,0 % ЭГ, 20 % ДМСО, 60 % ФСБ, 1М БСА, 0,5 моль/л сахарозы. Эффективность использования ДМГК в исследуемых концентрациях на криосохранность биообъектов оценивали по морфологии гамет и показателям функциональной активности липидома (морфология, локализация и интенсивность флуоресценции липидных капель, визуализированных прижизненным красителем Nile Red) в ооцитах. Результаты. 0,2 % ДМГК не индуцирует апоптотические процессы в клетках гранулезы, снижает уровень голоядернах клеток. При введении 2 % ДМГК в состав криопротекторных сред снижается доля гамет с признаками морфологической дегенерации (с 31 % до 13 %, P < 0,001). ДМГК способствует увеличению уровня гамет с позитивными показателями функционирования липидных капель: увеличивается доля гамет с диффузной локализацией (с 58 % до 83 %, P < 0,001); возрастает уровень клеток с низкой интенсивностью флюоресценции комплекса Nile red / липидная капля (с 16 % до 29 %, P < 0,05) и доля гамет с липидными гранулами (47 % против 68 %, P < 0,005). Научная новизна. Впервые идентифицированы эффекты ДМГК на морфологию женских гамет, апоптотические процессы в хроматине клеток гранулезы и функциональную активность липидома ооцитов свиней при воздействии сверхнизких температур в условиях ИОВ. Модернизированы среды для ИОВ ооцит-кумулюсных комплексов путем введения в их состав 0,2 % или 2 % ДМГК.
ооцит, свинья, липидные капли, ДНК, Nile red, витрификация
1. Шинкарецкая Г. Г. Генофонд животных: проблема исследования и сохранения // Образование и право. 2020. № 2. С. 128-137.
2. Bojic S., Murray A., Bentley B. L., Spindler R., Pawlik P., Cordeiro J. L., Bauer R., de Magalhães J. P. Winter is coming: the future of cryopreservation // BMC Biology. 2021. Vol. 24. No. 19 (1). DOI:https://doi.org/10.1186/s12915-021-00976-8.
3. Campos L. B., da Silva A. M., Praxedes E. C. G. Vitrification of collared peccary ovarian tissue using open or closed systems and different intracellular cryoprotectants // Cryobiology. 2019. No. 91. Pp. 77-83.
4. Amstislavsky S., Mokrousova V., Brusentsev E., Okotrub K., Comizzoli P. Influence of Cellular Lipids on Cryopreservation of Mammalian Oocytes and Preimplantation Embryos: A Review // Biopreservation and biobanking. 2019. Vol. 17. No. 1. Pp. 76-83. DOI:https://doi.org/10.1089/bio.2018.0039.
5. Asl M. M., Rahbarghazi R., Beheshti R., Alihemmati A, Aliparasti M. R., Abedelahi A. Effects of Different Vitrification Solutions and Protocol on Follicular Ultrastructure and Revascularization of Autografted Mouse Ovarian Tissue // Cell Journal. 2021. Vol. 22. No. 4. Pp. 491-501. DOI:https://doi.org/10.22074/cellj.2021.6877.
6. Ekpo M. D., Xie J., Hu Y., Liu X., Liu F., Xiang J., Zhao R., Wang B., Tan S. Antifreeze Proteins: Novel Applications and Navigation towards Their Clinical Application in Cryobanking // International Journal of Molecular Sciences. 2022. Vol. 27. No. 23 (5). Article number 2639. DOI:https://doi.org/10.3390/ijms23052639.
7. Саркисян Н. Г., Ронь Г. И., Тузанкина И. А., Хонина Т. Г., Ларионов Л. П., Симбирцев А. С., Дроздова Л. И., Тимченко А. С. Морфологическая оценка эффективности использования фармакологических композиций на основе крем¬нийорганического глицерогидрогеля // Иммунология. 2017. Т. 38. № 2. С. 91-96.
8. Шадрина Е. В. Синтез и свойства полиолатов кремния и гидрогелей на их основе: автореф. дис. канд. хим. наук. Екатеринбург, 2011. 26 с.
9. Barkova A. S., Shurmanova E. I., Khonina T. G., Millstein I.M. Possibilities of using functional biologically active organosilicon compounds in veterinary practice // Agrarian Bulletin of the Urals. 2020. No. 11 (202). Pp. 53-58. DOI:https://doi.org/10.32417/1997-4868-2020-202-11-53-58.
10. Хонина Т. Г., Ларченко Е. Ю., Шадрина Е. В., Ганебных И. Н., Бойко А. А., Маточкина Е. Г., Кодесс М. И., Чупахин О. Н. Состав, строение и свойства фармакологически активных диметилглицеролатов кремния // Известия Академии наук. Серия химическая. 2010. № 12. С. 2175-2180.
11. 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.
12. Станиславович Т. И., Кузьмина Т. И. Модификация этапов технологии интраовариальной витрификации ооцитов Sus Scrofa Domesticus // Аграрный вестник Урала. 2020. № 8 (199). С. 51-57. DOIhttps://doi.org/10.32417/1997-4868-2020-199-8-51-57.
13. Villaverde A. I., Fioratti E. G., Penitenti M., Ikoma M. R., Tsunemi M. H., Papa F. O., Lopes M. D. Cryoprotective effect of different glycerol concentrations on domestic cat spermatozoa // Theriogenology. 2013. Vol. 80. No. 7. Pp. 730-737. DOI:https://doi.org/10.1016/j.theriogenology.2013.06.010.
14. Zhang P. Q., Tan P. C., Gao Y. M., Zhang X. J., Xie Y., Zheng D. N., Zhou S. B., Li Q. F. The effect of glycerol as a cryoprotective agent in the cryopreservation of adipose tissue // Stem cell research & therapy. 2022. Vol. 13. Article number 152. DOI:https://doi.org/10.1186/s13287-022-02817-z.
15. 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/issn2072-6023.2019.2.
16. Abazarikia A., Ariu F., Rasekhi M., Zhandi M., Ledda S. Distribution and size of lipid droplets in oocytes recovered from young lamb and adult ovine ovaries // Reproduction, Fertility and Development. 2020. Vol. 32. No. 11. Pp. 1022-1026. DOI:https://doi.org/10.1071/RD20035.
17. Pedroza G. H., Lanzon L. F., Rabaglino M. B., Walker W. L., Vahmani P., Denicol A. C. Exposure to non-esterified fatty acids in vitro results in changes in the ovarian and follicular environment in cattle // Animal Reproduction Science. 2022. Vol. 238. Article number 106937. DOI:https://doi.org/10.1016/j.anireprosci.2022.106937.
18. Dadarwal D., Adams G.P., Hyttel P., Brogliatti G.M., Caldwell S., Singh J. Organelle reorganization in bovine oocytes during dominant follicle growth and regression // Reproductive Biology and Endocrinology. 2015. Vol. 13. Article number 124. DOI:https://doi.org/10.1186/s12958-015-0122-0.
19. Новичкова Д. А., Кузьмина Т. И., Хонина Т. Г. Воздействие кремнийсодержащих соединений на липидом ооцитов Sus scrofa domesticus // Технологии живых систем. 2018. Т. 15. № 5. С. 58-63. DOI:https://doi.org/10.18127/j20700997-201805-08.
20. Olzmann J. A. Carvalho P. Dynamics and functions of lipid droplets // Nature Reviews Molecular Cell Biology. 2019. Vol. 20. No. 3. Pp. 137-155.
21. Okotrub K. A., Mokrousova V. I., Amstislavsky S. Y., Surovtsev N. V. Lipid Droplet Phase Transition in Freezing Cat Embryos and Oocytes Probed by Raman Spectroscopy // Biophysical Journal. 2018. Vol. 7. No. 115 (3). Pp. 577-587. DOI:https://doi.org/10.1016/j.bpj.2018.06.019.
22. Mokrousova V. I., Okotrub K. A., Amstislavsky S. Y., Surovtsev N. V. Raman spectroscopy evidence of lipid separation in domestic cat oocytes during freezing // Cryobiology. 2020. Vol. 95. Pp. 177-182. DOI:https://doi.org/10.1016/j.cryobiol.2020.03.005
23. Fu X.-W., Shi W.-Q., Zhang Q.-J., Zhao X.-M., Yan Ch. L., Hou Y.-P., Zhou G.-B., Fan Zhi-Q., Suo L., Wusiman Ab., Wang Y.-P., Zhu Shi-En. Positive effects of Taxol pretreatment on morphology, distribution and ultrastructure of mitochondria and lipid droplets in vitrification of in vitro matured porcine oocytes // Animal reproduction science. 2008. Vol. 115. Pp. 158-168. DOI:https://doi.org/10.1016/j.anireprosci.2008.12.002.
24. Quinn P. J. A lipid-phase separation model of low-temperature damage to biological membranes // Cryobiology. 1985. Vol. 22. No. 2. Pp. 128-146. DOI:https://doi.org/10.1016/0011-2240(85)90167-1.
25. Romek M., Gajda B., Krzysztofowicz E., Kepczynski M., Smorag Z. New technique to quantify the lipid composition of lipid droplets in porcine oocytes and pre-implantation embryos using Nile Red fluorescent probe // Theriogenology. 2011. Vol. 75 (1). Pp. 42-54. DOI:https://doi.org/10.1016/j.theriogenology.2010.06.040.
26. McEvoy T., Coull G., Broadbent P., Hutchinson J., Speake B. Fatty acid composition of lipids in immature cattle, pig and sheep oocytes with intact zona pellucida // Reproduction. 2000. Vol. 118. No. 1. Pp. 163-170.
