Меню каталога
Закрыть


24.04.2019

Концентрация кислорода изменяет структуру и функции митохондрий в оплодотворенных in vitro преимплантационных эмбрионах мыши

Цель исследования

Выяснить, влияет ли концентрация кислорода в культуральной среде (физиологичная (5%) или атмосферная (20%)) на ультраструктуру и функции митохондрий преимплантационных эмбрионов мыши, полученных методом ЭКО.


Общее заключение

Эмбрионы, культивируемые в газовой смеси с содержанием кислорода 20%, имеют повышенное количество аномалий митохондрий по сравнению с эмбрионами, культивируемыми при 5% кислорода.

 

Актуальность проблемы

Методы ВРТ все шире применяются в современной медицине, и на сегодняшний день по результатам их использования родилось более 8 миллионов детей. При этом используются различные культуральные среды, а культивирование проводится при разных показателях содержания кислорода. Если сравнивать эмбрионы, которые культивировались при 5% кислорода, с эмбрионами после культивирования при 20%, то оказывается, что физиологичное содержание кислорода позволяет эмбрионам достигать стадии бластоцисты быстрее, а генетических аномалий в таких эмбрионах меньше. Молекулярные механизмы, которые отвечают за такой эффект повышенного содержания кислорода по-прежнему не ясны, но митохондрии явно играют в нем не последнюю роль. Задачей этого исследования стала оценка влияния различных концентраций кислорода (5% и 20%) при культивировании на ультраструктуру и функции митохондрий.

 

Дизайн исследования

В качестве контроля использовались зиготы, 2-, 4-клеточные эмбрионы, морулы и бластоцисты, вымытые из матки мышей после естественного оплодотворения. ЭКО проводилось мышам линии CF1 x B6D2F1, эмбрионы культивировались в культуральной системе KSOMAA в атмосфере, содержащей 5% и 20% кислорода. Развитие эмбрионов с применением антиоксидантов также было оценено.

 

Материалы и методы

Функция митохондрий оценивалась путем измерения мембранного потенциала митохондрий, продуцирования активных форм кислорода (ROS), уровня АТФ и экспрессией определенных генов, вовлеченных в процесс функционирования митохондрий. Ультраструктура митохондрий изучалась с помощью просвечивающей электронной микроскопии.

 

Результаты

В эмбрионах, культивируемых при 20% кислорода, наблюдалось меньшее количество митохондрий, больше вакуолей и аномальных митохондрий по сравнению с другими группами (P < 0.05). Митохондрии, полученные из бластоцист, культивируемых при 20% кислорода, имели меньше копий митохондриальной ДНК (мтДНК), более плотный матрикс и более ламеллярные кристы по сравнению с контрольной группой. В целом все митохондрии из бластоцист, полученных методом ЭКО, имели сниженный мембранный потенциал, повышенный уровень активных форм кислорода, изменения в экспрессии определенных митохондриальных генов. Уровень АТФ оказался достоверно низким по сравнению с контролем только в группе, культивируемой при 5% кислорода, в группе 20% наблюдались средние уровни. Примечательно, что добавление антиоксидантов в культуральную среду не повлияло на развитие эмбрионов.

 

Ограничения исследования

Данные, полученные на мышиных моделях, могут не соответствовать процессам, происходящим в человеческих эмбрионах. 


Оригинал статьи

 

 


Назад к статьям