Pentoxifylline이 생쥐 정상 정자의 체외수정 및 초기 배아의 성장발달에 미치는 영향에 관한 연구

Abstract

최근 정자 상태가 과소정자증이거나, 운동성이 아주 저하되어 수정이 안되는 남성불임의 치료에 대한 관심이 높아지게 되었고, 정자의 운동성을 증가 시키는 약물의 사용이 늘어나게 되었다. 체외에서 정자의 운동성을 증가 시키는 여러 가지 약물들이 보고되었으며, 그 중 methylxanthine계통의 약물이 정자의 대사 및 운동성을 증가 시킨다고 보고되었다. 이러한 약물의 사용으로 정자의 운동성이 증가되고, 첨체반응을 증가 시키는 효과가 있으므로, 사람의 아기 프로그램에서 수정을 촉진시키기 위해 흔히 사용되고 있다. 그러나 이러한 약물의 약리적인 작용과 독성이 초기배아 발달과 성장에 어떠한 영향을 미치는지, 또한 체외수정 시술 시에 사용될 수정 및 초기 배아의 발달, 착상 후의 배아 발달에 미치는 영향에 대해서는 아직 많은 연구가 되어있지 않은 상태이다. 따라서 본 연구에서는 생쥐 제 1대 잡종(C57BL x BCA)을 과배란 유도 후 획득된 난자의 체외수정 시술 시에 pentoxifylline(이하 PTX로 약함)으로 생식능력이 확인된 정상 정자를 처리하여 정자의 세척 유무에 따라서 남아 있는 PTX가 생쥐 난자의 체외수정 및 초기 배아의 성장발달에 미치는 영향을 비교 분석하였으며, 소량의 PTX를 생쥐 1-세포기 배아 및 2-세포기 배아의 배양 시 노출시켜 초기 배아의 발생에 미치는 영향을 비교분석하여 아래와 같은 결과를 얻었다. 1. 0, 3.6, 7.2 mM PTX 처리 후 세척한 정상정자를 이용하여 체외수정 시킨 결과, 수정률은 각각 92.5%, 48.8%, 36.8%로 3.6, 7.2mM PTX로 처리한 군에서 유의하게 수정률이 낮았지만, 부화 배반포로 성장 발달률은 각각 93.9%, 85.0%, 95.2%로 세균간에 유의한 차이는 없었다. 2. 0, 3.6, 7.2mM PTX처리 후 희석한 정상정자를 이용하여 체외수정 시킨 결과, 수정률은 각각 58.6%, 5.4%, 9.4%로 3.6, 7.2mM PTX로 처리한 군에서 유의하게 수정률이 낮았지만, 부화 배반포로의 성정 발달률은 각각 88.2%, 100%, 100%로 세 군간에 유의한 차이는 없었다. 3. 0, 3.6, 7.2mM PTX 처리 후 세척과 희석을 하지 않은 정상정자를 이용하여 체외수정 시킨 결과, 수정율은 각각 61.2%, 5.7%, 3.8%로 3.6, 7.2 mM PTX로 처리한 군에서 유의하게 수정률이 낮았으며, 부화배반포로의 성장발달률 또한 각각 73.3%, 0%, 0%로 3.6, 7.2mM PTX로 처리한 군에서 유의하게 낮았다. 4. 1-세포기 생쥐배아를 PTX의 농도 0, 5, 10, 50μM인 배양액에서 배양한 결과 부화 배반포로의 성장 발달률은 각각 87.5%, 86.0%, 90.0%, 82.0%로 PTX의 농도에 따른 성장발달률은 유의한 차이는 없었다. 5. 2-세포기 생쥐배아를 PTX의 농도 0, 5, 10, 50μM인 배양액에서 배양한 결과 부화 배반포로의 성장 발달률은 각각 90.5%, 85.7%, 88.9%, 93.7%로 PTX의 농도에 따른 성장발달률은 유의한 차이는 없었다. 체외수정 시술시에 수정능력을 향상시키기 위하여 사용되는 PTX는 생쥐의 체외수정을 위한 정상 정자의 배양시에 노출된 후 세척된 경우에 수정이 유의하게 저하되었으나 배아의 성장 발달에는 영향을 미치지 않았다. 또한 PTX 처리 후 희석하여 즉 PTX가 잔존하여 있는 경우에는 수정률이 유의하게 저하되었으나, 배아의 성장 발달에는 영향을 미치지 않았다. 또한 PTX에 지속적으로 노출된 경우에는 수정의 현저한 저하 및 성장 발달은 전혀되지 않았다. 결론적으로 정상정자에서는 PTX의 사용을 금해야 하며, 체외수정 시술시에 정자의 수정능력을 증가시키기 위하여 PTX가 사용되는 경우에는 적응증이 되는 경우에만 선별하여 사용되어야 하고, 철저한 세척을 통하여 약물을 완전히 저게하는 것이 난자의 수정 및 배아의 성장 발달에 영향을 미치지 않을 것이다. ; This study was carried out to investigate the effect of pentoxifylline on in vitro fertilization and development of preimplantation stage of mouse embryos. F1 hybrid mice was superovulated with PMSG/hCG and mouse oocytes were recruited. After the normal perms were incubated with PTX before in vitro fertilization, it was observed whether the fertilization and embryo development was affected or not by the sperm preparation (washing, dilution and no washing or no dilution). And after 1-cell and 2-cell stage of mouse embryos were incubated with PTX, the development to hatching blastocyst was also observed. When in vitro fertilization was revealed by using the washed normal sperms after 0, 3.6 and 7.2mM PTX incubation, the fertilization rates were 92.5%, 48.8% 36.8%, respectively. So 3.6 and 7.2mM groups presented significantly low fertilization rate, but the developmental rated were 93.9%, 85.5%, respectively. Therefore, there were no significant difference between each group. When in vitro fertilization was revealed by using the diluted normal sperms after 0, 3.6 and 7.2mM PTX incubation the fertilization rates were 58.6%, 5.4% 9.4% respectively. So 3.6 and 7.2mM groups presented significantly low fertilization rate. The developmental rates were 88.2%, 100%, 100%. And there were no significant difference between each group. When in vitro fertilization was revealed by using the not washed and not diluted normal sperms after 0, 3.6 and 7.2mM PTX incubation, the fertilization rates were 61.2%, 5.7%, 3.8% respectively. 3.6 and 7.2mM group presented significantly low fertilization rate. The developmental rates were 73.3% 0%, 0%, respectively. So 3.6, 7.2mM group presented significantly low developmental rate. After 1-cell stage of mouse embryos were incubated in 0, 5, 10, 50 M of PTX, the developmental rates were not significantly different among them. After 2-cell stage of mouse embryos were incubated in 0, 5, 10, 50 M of PTX, the developmental rates were not significantly different among them. In conclusion, when PTX is used in vitro fertilization program with normal sperms, it may affect the fertilization and embryo development in high concentration. And if PTX concentration is very low, the developmental rate would not be affected. So PTX must not be used to normal sperms and where use of PTX is indicated, it is recommended that remainder PTX must be removed as completely as possible.