تغییرات فراساختاری و گسترش سلولی کومولوس در اووسیت‌های گاوی بالغ شده در محیط آزمایشگاهی در شرایط استرس گرمایی

نوع مقاله : مقاله کامل

نویسندگان

چکیده

کمپلکس‌های اووسیت-کومولوس (COCs) از گاوها در دماهای نرمال (°C5/38) و بالا (°C41) با شبیه سازی استرس گرمایی بالغ شدند و بلوغ آن‌ها بر اساس اندازه‌گیری گسترش کومولوس در هر دو گروه مورد بررسی قرار گرفت. کاهش معنی‌داری (P<0.01) در نرخ بلوغ در اووسیت‌های تحت استرس گرمایی وجود داشت. اتفاق‌های فراساختاری مرتبط با بلوغ آزمایشگاهی اووسیت و تغییرات مرتبط با دمای بالا نیز به وسیله میکروسکوپ الکترونی انتقالی (TEM) مورد مطالعه قرار گرفتند. اتفاقات سلولی بلوغ نرمال با مهاجرت جسم گلژی و میتوکندری‌ها از نواحی قشری و برعکس با مهاجرت گرانول‌های قشری از نواحی داخلی به یک ناحیه زیر پری ویتلین مشخص شدند. اووسیت‌های تحت استرس گرمایی (°C41) نه تنها با کاهش نرخ و گسترش سلولی کومولوس کمتر، بلکه با کاهش مهاجرت گرانول‌های قشری مشخص شدند. میتوکندری‌ها متورم همراه با کریستولیز به نظر می‌رسیدند. تخریب ریبوزومی و فراوانی ریبوزوم‌های آزاد نیز دیده شدند. تغییرات در سلول‌های کومولوس شامل مهاجرت، متراکم شدن و کاریولیز کروماتین هسته، تشکیل حباب‌های غشای سلولی و هسته، و وزیکول‌های متصل به غشای مشخص در برگیرنده قطعات سلولی غیر قابل تمایز از آپوپتوز بودند. بدیهی است، استرس گرمایی می‌تواند با کاهش اتفاقات سیتوپلاسمی بلوغ اووسیت مرتبط باشد که در نتیجه توانایی اووسیت کاهش می‌یابد و می‌تواند با آپوپتوز سلول‌های کومولوس در ارتباط باشد که از اینرو زنده مانی خود اووسیت را پایین می‌آورد.

کلیدواژه‌ها


Ahmed, JA; Dutta, D and Nashiruddullah, N (2016). Comparative efficacy of antioxidant retinol, melatonin, and zinc during in vitro maturation of bovine oocytes under induced heat stress. Turk. J. Vet. Anim. Sci., 40: 365-373.
Cetica, PD; Pintos, LN; Dalvit, GC and Beconi, MT (2001). Antioxidant enzyme activity and oxidative stress in bovine oocyte in vitro maturation. IUBMB Life. 51: 57-64.
Ealy, AD; Howell, JL; Monterroso, VH; Aréchiga, CF and Hansen, PJ (1995). Developmental changes in sensitivity of bovine embryos to heat shock and use of antioxidants as thermoprotectants. J. Anim. Sci., 73: 1401-1407.
Edwards, JL and Hansen, PJ (1996). Elevated temperature increases heat shock protein 70 synthesis in bovine two-cell embryos and compromises function of maturing oocyte. Biol. Reprod., 55: 340-346.
Edwards, JL; Saxton, AN; Lawrence, JL; Payton, RR and Dunlap, JR (2005). Exposure to a physiologically relevant elevated temperature hastens in vitro maturation of bovine oocytes. J. Diary Sci., 88: 4326-4333.
Ferreira, EM; Vireque, AA; Adona, PR; Meirelles, FV; Ferriani, RA and Navarro, PA (2009). Cytoplasmic maturation of bovine oocytes: structural and biochemical modifications and acquisition of developmental com-petence. Theriogenology. 71: 836-848.
Hansen, PJ (2013). Cellular and molecular basis of therapies to ameliorate effects of heat stress on embryonic development in cattle. Anim. Reprod., 10: 322-333.
Hosoe, M and Shioya, Y (1997). Distribution of cortical granules in bovine oocytes classified by cumulus complex. Zygote. 5: 371-376.
Hyttel, P; Fair, T; Callesen, H and Greve, T (1997). Oocyte growth, capacitation and final maturation in cattle. Theriogenology. 47: 23-32.
Jainudeen, MR; Wahid, H and Hafez, ESE (2008). Ovulation induction, embryo production and transfer. In: Hafez, ESE and Hafez, B (Eds.), Reproduction in farm animals. (7th Edn.), Blackwell Publishing. P: 418.
Ju, JC; Jiang, S; Tseng, JK; Parks, JE and Yang, X (2005). Heat shock reduces developmental competence and alters spindle configuration of bovine oocytes. Theriogenology. 64: 1677-1689.
Ju, JC and Tseng, JK (2004). Nuclear and cytoskeletal alterations of in vitro matured porcine oocytes under hyperthermia. Mol. Reprod. Dev., 68: 125-133.
Krisher, RL and Bavister, BD (1998). Responses of oocytes and embryos to the culture environment. Theriogenology. 49: 103-114.
Lawrence, JL; Payton, RR; Godkin, JD; Saxton, AM; Schrick, FN and Edwards, JL (2004). Retinol improves development of bovine oocytes compromised by heat stress during maturation. J. Dairy Sci., 87: 2449-2454.
Maya-Soriano, MJ (2012). Heat stress and antioxidant agents: effects on gamete development. Ph.D. Dissertation, Universtat Autonoma de Barcelona (Autonomous University of Barcelona), Spain. PP: 41-47.
Nabenishi, H; Ohta, H; Nishimoto, T; Morita, T; Ashizawa, K and Tsuzuki, Y (2012a). The effects of cysteine addition during in vitro maturation on the developmental competence, ROS, GSH and apoptosis level of bovine oocytes exposed to heat stress. Zygote. 20: 249-259.
Nabenishi, H; Takagi, S; Kamata, H; Nishimoto, T; Morita, T; Ashizawa, K and Tsuzuki, Y (2012b). The role of mitochondrial transition pores on bovine oocyte competence after heat stress, as determined by effects of cyclosporin A. Mol. Reprod. Dev., 79: 31-40.
Qu, P; Tian, W; Li, T; Jiang, Z; Gao, S; Tian, Z and Wang, M (2009). Development competence and ultrastructural changes of heat-stressed mouse early blastocysts produced in vitro. Curr. Zool., 55: 61-66.
Rivera, RM; Kelly, KL; Erdos, GW and Hansen, PJ (2004). Reorganization of microfilaments and microtubules by thermal stress in two-cell bovine embryos. Biol. Reprod., 70: 1852-1862.
Roth, Z and Hansen, PJ (2004). Involvement of apoptosis in disruption of developmental competence of bovine oocytes by heat shock during maturation. Biol. Reprod., 71: 1898-1906.
Roth, Z and Hansen, PJ (2005). Disruption of nuclear maturation and rearrangement of cytoskeletal elements in bovine oocytes exposed to heat shock during maturation.
Reproduction. 129: 235-244.
Schrock, GE; Saxton, AM; Shrick, FN and Edwards, JL (2007). Early in vitro fertilization improves development of bovine ova heat stressed during in vitro maturation. J. Dairy Sci., 90: 4297-4303.
Soto, P and Smith, LC (2009). BH4 peptide derived from Bcl-xL and Bax-inhibitor peptide suppresses apoptotic mitochondrial changes in heat stressed bovine oocytes. Mol. Reprod. Dev., 76: 637-646.
Stojkovic, M; Machado, SA; Stojkovic, P; Zakhartchenko, V; Hutzler, P; Goncalves, PB and Wolf, E (2001). Mitochondrial distribution and adenosine triphosphate content of bovine oocytes before and after in vitro maturation: correlation with morphological criteria and developmental capacity after in vitro fertilization and culture. Biol. Reprod., 64: 904-909.
Tanghe, S; Van Soom, A; Nauwynck, H; Coryn, M and DeKruif, A (2002). Minireview: functions of the cumulus oophorus during oocyte maturation, ovulation, and fertilization. Mol. Reprod. Dev., 61: 414-424.
Warnes, GM; Moor, RM and Johnson, MH (1977). Changes in protein synthesis during maturation of sheep oocytes in vivo and in vitro. J. Reprod. Fertil., 49: 331-335.