超数排卵

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1. 定义

超数排卵是给雌性供体注射外源性促性腺激素,诱发卵巢和多个卵泡的发育,并排出具有受精能力的卵子的方法,简称“超排”。

2. 原理

通过延长卵泡刺激素(Follicle-stimulating hormone,FSH),也称促卵泡激素阈值窗突破自然周期限制,使原本闭锁的卵泡同步发育。

采用促性腺激素释放激素激动剂(gonadotropin-releasing hormone agonist,GnRHa)药物抑制内源性激素分泌后,外源性促性腺激素刺激多个原始卵泡发育为成熟卵泡(即分裂活跃的细胞),

之后通过注射人绒毛膜促性腺激素(Human chorionic gonadotropin,hCG)等药物诱发排卵。

hCG的注射时间一定要在黄体生成素(Luteinizing Hormone,LH)峰值来临之前进行。

2.1. PMSG的作用是促进卵泡生长

PMSG是一种由马属动物胎盘的尿囊绒毛膜细胞分泌的糖蛋白激素,由妊娠早期母马子宫内膜杯状结构(Endometrial Cups)的滋养层所分泌,存在于怀孕母马的血清中。

PMSG具有黄体生成素(Luteinizing Hormone,LH)和FSH两种活性。其主要功能包括促进卵泡的生长和发育,以及在排卵后形成黄体。

这种激素在妊娠期间的马属动物(例如驴、斑马等)中也有类似的作用,因此也被称为马属动物绒毛膜促性腺激素(Equine Chorionic Gonadotropin,eCG)。

在兽医治疗中,PMSG常被用于治疗母畜的静止性发情、隐性发情以及久配不孕等情况。它能够促进母畜卵巢中卵泡的发育和成熟,引发发情和排卵,同时在胚胎移植过程中能够诱导超数排卵。此外,PMSG还能提高公畜的性欲,并促进精子的形成。

2.2. hCG 的作用是诱发排卵

hCG即人绒毛膜促性腺激素,是由胎盘的滋养层细胞分泌的一种糖蛋白。

在超数排卵过程中,HCG注射被广泛采纳和应用,以通过增加外源性的HCG,模拟生理性排卵前的LH(促黄体生成素)峰值,促进卵泡发育成熟及排卵。

3. 操作步骤

将雌性动物先后注射PMSG(Pregnant mare serum gonadotropin)及HCG后,使动物的生殖周期及排卵时间同步化,增加排卵数量。一般比自然情况下多几倍到十几倍的卵子。

  • Day1,在下午4:00 -7:00 之间对3-5周或9-12周的雌鼠注射PMSG,10 IU/只。
  • Day3,在注射PMSG 47小时后,给小鼠注射同样量的HCG,10 IU/只。一般在注射HCG 16-18小时会后手机卵子,因为此时得到的卵子质量最佳。

4. 超排的影响因素及超排后对雌鼠的影响

4.1 用于超排实验的小鼠最佳年龄

小鼠超排的最佳时间是3-5周龄,或者9周龄以上。

4.2 注射时间和剂量、不同动物品系对超排效果的影响

4.3 超排后对雌鼠的影响

假如注射HCG后和雄性动物交配,那么可以获得大量着床前胚胎用于后续的实验。

超排卵对动物的生理和遗传影响正在进一步研究,包括超排卵引起的全局DNA甲基化变化和卵巢周围血管生成的改变。

随着对超排卵技术的深入理解和技术的进步,未来有望进一步优化超排卵方案,提高其在动物生殖技术和科研应用中的效果和安全性。

4.4 孕酮、inhibin抗血清对超排效果的影响

在近年来的研究中,使用inhibin抗血清/eCG和hCG联合使用已经成为增加胚胎数量的一种有效方法[1]。此外,一些研究在此基础上加入孕酮(progesterone)来进一步提高超排后卵子的数量,已经显示出潜力[2]

然而,现有文献中存在一个问题:使用基础试剂组合(如PMSG+hCG)进行超排时,通常能够获得大约20-25枚卵子;而加入孕酮和inhibin抗血清后,这一数字可能提高到约40枚。对于那些能够达到100+卵子的方法,确实值得进一步探索和尝试。

我们实验中心的数据显示,每只C57BL6/J(B6)超排后通常能够获得40+枚卵子。因此,我们鼓励使用我们的方法进行实验的实验室以此40枚为超排实验的标准参考。

希望这样的调整能够更清晰地表达您的想法和实验中心的标准要求。

参考文献

  1. Takeo T, Nakagata N (2015) Superovulation Using the Combined Administration of Inhibin Antiserum and Equine Chorionic Gonadotropin Increases the Number of Ovulated Oocytes in C57BL/6 Female Mice. PLoS ONE 10(5): e0128330. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0128330
  2. Kageyama A, Tsuchiya M, Terakawa J, Ito J, Kashiwazaki N. A combined treatment with progesterone, anti-inhibin serum, and equine chorionic gonadotropin improves number of ovulated oocytes in young C57BL/6J mice. J Reprod Dev. 2023 Aug 11;69(4):223-226. doi: 10.1262/jrd.2023-036. Epub 2023 Jun 17. PMID: 37331813; PMCID: PMC10435527.