Dissertation

Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary Medicine Hannover / Library

 

Nicole Schlüter

Einfluss unterschiedlicher Progesteronkonzentrationen auf die Maturation boviner Oozyten in vivo und in vitro

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-104294

title (engl.)

Influence of different progesterone concentrations on bovine oocyte maturation in vivo and in vitro

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2013

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/schluetern_ws13.pdf

abstract (deutsch)

In dieser Arbeit sollte der Einfluss verschiedener Progesteronkonzentrationen auf die Eizellreifung untersucht werden. Dazu wurden im ersten Versuchsteil Oozyten mittels der OPU-Methode in unterschiedlichen Zyklusstadien gewonnen. Als Beginn des Versuches wurde Tag 7 (Brunst=Tag 0) des Zyklus gewählt. Einer morphologischen Beurteilung der erhaltenen KOK folgte eine Analyse der mRNA-Expression hinsichtlich GDF9, BMP15, SCL2A1, HIF2 α, PGR, PGRMC1, PGRMC2 und PAQR5. Weiterhin fand eine Analyse des Serumprogesterongehaltes an bei jeder OPU-Session entnommenen Blutproben statt.

Alle Versuchstiere zeigten trotz zweimal wöchentlichem Absaugen aller Follikel > 2mm einen physiologischen Zyklus mit Bildung von C.l. (ind. C.l.) während des Versuchszeitraumes. Diese Gelbkörper zeichneten sich durch eine geringere Größe (ind. C.l. 140,6 ±155,9 mm², nat. C.l. 246,7 ±56,0 mm²; P ≤0,05) sowie eine geringere P4-Produktion (ind. C.l. 2,8 ±1,0 ng/ml, nat. C.l. 4,6 ±1,9 ng/ml; P ≤0,05) gegenüber den natürlich entstandenen, zu Beginn des OPU-Versuches bestehenden C.l. (nat.C.l.), aus. Der Zyklusstand beeinflusste weder die Follikelanzahl und -größe noch die Eizellausbeute und -qualität. Hinsichtlich der mRNA-Expression bestand eine verringerte Transkriptmenge von GDF9, BMP15, HIF2 α, PGR, PGRMC1, PGRMC2 und PAQR5 bei Eizellen aus der induzierten Gelbkörperphase.

Im zweiten Versuchsteil wurden aus Schlachthofovarien gewonnene KOK unter Zugabe verschiedener P4-Konzentrationen (< 50 ng/ml, 150 ng/ml, 300 ng/ml, 450 ng/ml) in vitro gereift und einer vollständigen IVP unterzogen. Gereifte Oozyten der Versuchsgruppen wurden hinsichtlich der Erlangung des Meiose II-Stadiums beurteilt und ebenfalls mittels RT-qPCR auf die Expression der oben genannten Gene untersucht.

Die unterschiedlichen Progesteronzusätze zeigten keinen Einfluss auf die Reifung und die Teilungsraten. Die Entwicklungsraten der Gruppe < 50 ng/ml waren an Tag 7 (10,7 ±5,4 %) und 8 (15,8 ±5,4 %) gegenüber der zusatzfreien Kontrollgruppe (d7: 20,7 ±6,6 %, d8: 25,4 ±8,0 %) signifikant verringert. Unter Progesteroneinfluss gereifte Oozyten zeigten im Vergleich zu unreifen Oozyten eine signifikant verringerte Expression von GDF9, HIF2 α, PGR, PGRMC2 und PAQR5.

Zusammenfassend konnte in dieser Arbeit festgestellt werden, dass zweimal wöchentliche OPU-Sessions den natürlichen Zyklus beeinflussen und die Bildung von C.l. mit veränderten Eigenschaften verursachen kann. Die Ergebnisse des OPU sowie die morphologischen Eigenschaften der KOK sind vom Zyklusstand unbeeinflusst, es gibt jedoch Veränderungen auf molekularer Ebene, die sich negativ auf die Entwicklungskompetenz auswirken können.

Die hier untersuchten Parameter zur In-vitro-Reifung von Oozyten zeigten sich durch die Anwesenheit von Progesteron nicht beeinflusst. Allerdings führt die Progesteronexposition während der Reifung zu einer veränderten Genexpression, die sich negativ auf die embryonale Entwicklung auswirken kann.

abstract (englisch)

The influence of different progesterone concentrations on oocyte maturation was investigated. In the first part of the experiments oocytes were retrieved by twice-weekly OPU. The first OPU-session was performed on day 7 of the natural cycle (oestrus = day 0). Cumulus-oocyte-complexes (COC) were classified by morphological criteria and mRNA expression of GDF9, BMP15, SCL2A1, HIF2 α, PGR, PGRMC1, PGRMC2 und PAQR5 was measured via RT-qPCR. Bloodsamples were taken at every OPU-session and serum progesterone levels measured by radioimmunoassey (RIA).

Despite twice weekly removal of all follicles > 2mm from the ovaries all animals showed a natural cycle and formation of C.l. (induced C.l.) during the OPU period. Induced C.l. were smaller (ind. C.l. 140,6 ±55,9 mm², nat. C.l. 246,7 ±56,0 mm²; P ≤0,05) and produced less progesterone (ind. C.l. 2,8 ±1,0 ng/ml, nat. C.l. 4,6 ±1,9 ng/ml; P ≤0,05) than their natural counterparts at the beginning of the experiment. There was neither an influence of the cycle on number or size of follicles nor on number and quality of retreived oocytes. Messenger RNA expression levels showed a reduced abundance of GDF9, BMP15, HIF2 α, PGR, PGRMC1, PGRMC2 und PAQR5 transcripts in oocytes of the induced c.l.-phase.

In the second part of the experiments oocytes from slaughterhouse ovaries were matured in vitro with different progesterone concentrations (< 50 ng/ml, 150 ng/ml, 300 ng/ml, 450 ng/ml) followed by in vitro production of embryos. Matured oocytes were rated for meiosis II stages and the expression of GDF9, BMP15, SCL2A1, HIF2 α, PGR, PGRMC1, PGRMC2 und PAQR5 was measured.

There was no influence of progesterone on maturation and cleavage rates. Oocytes of the < 50 ng/ml group showed a significant reduction of developmental rates on day 7 and 8 when compared to those of the control group (d7: 10,7 ±5,4 % vs. 20,7 ±6,6 %; d8: 15,8 ±5,4 % vs. 25,4 ±8,0 %). Oocytes from all progesterone treatment groups contained less transcripts of GDF9, HIF2 α, PGR, PGRMC2 und PAQR5 compared to immature oocytes.

In conclusion, twice-weekly OPU has an influence on the natural cycle in cattle and may induce C.l.s with different characteristics. The cycle has no influence on OPU results and morphological quality of COC. There are alterations in the molecular structure of the oocyte that may influence their developmental competence.

Supplementation of progesterone did not show an influence on oocyte maturation and cleavage rates. Gene expression in oocytes matured in progesterone supplemented medium was altered and may have negative effects on early embryonic development.

keywords

Eizellreifung, Progesteron, Rind, oocyte maturation, progesterone, cattle

kb

18.298