Lai Dinh Bien * , Le Anh Thu and Phan Thi My Duyen

* Corresponding author (bienld@cntp.edu.vn)

Abstract

The aim of this study is to evaluate the effect of ethylene glycol (EG), dimethylsulfoxide (DMSO) concentrations and compare the effect of several cryoprotectants on the viability and morphology of pig oocytes during vitrification and post-thawing. The percentage of post-thawing  development 2-4 cells embryos reported with the use 10.0% (v/v) ethylene glycol (EG) + 5.0% (v/v) dimethylsulfoxide (DMSO) had a significantly high survival rate, but lower than the control. Trehalose extracellular cryoprotectant also has a higher rate of the viability after freezing than sucrose (73.38%; 62.44%; 31.45% and 13.19%) and (85.32%; 75.07%; 36.61% and 7.56%) (p < 0.05). Prolonged pre-incubation time after thawing adversely affects the rates of embryonic cleavage and development. In conclusion, vitrification is a simple technique and easy to perform but it needs some experience to prevent any oocyte loss during vitrification and thawing processing. The use of 10.0% (v/v) ethylene glycol (EG) + 5.0% (v/v) dimethylsulfoxide (DMSO) and trehalose in vitrification solution could improve the percentage of post-thawing viable and embryonic development.
Keywords: Cryopreservation, cryoprotectant, cryotech, matured oocyte, vitrification

Tóm tắt

Đề tài bảo quản lạnh tế bào trứng heo giai đoạn trưởng thành bằng phương pháp thủy tinh hóa trong cryotech với mục tiêu nhằm cải thiện tỷ lệ trứng sống, sự thụ tinh và phát triển phôi trong quá trình thủy tinh hóa và khảo sát sự ảnh hưởng thời gian nuôi cấy sau giải đông. Kết quả nghiên cứu cho thấy, tỷ lệ trứng sống về hình thái và khả năng thụ tinh phát triển phôi 2 và 4 tế bào đạt được tỷ lệ cao khi sử dụng chất bảo quản ethylene glycol (EG) và dimethylsulfoxide (DMSO) với nồng độ tương ứng 10,0% (v/v) + 5,0% (v/v) (40,12%; 73,12%; 43,29% và 26,38%) có sự khác biệt thấp hơn mẫu đối chứng và trehalose tương ứng (73,38%; 62,44%; 31,45% và 13,19%) cho tỷ lệ sống qua hình thái và khả năng thụ tinh phát triển phôi có sự khác biệt với sucrose (85,32%; 75,07%; 36,61% và 7,56%) (p<0,05). Kéo dài thời gian nuôi cấy trứng sau giải đông có ảnh hưởng đến sự phát triển phôi. Qua kết quả nghiên cứu cho thấy, phương pháp bảo quản thủy tinh hóa là phương pháp đơn giản và dễ thực hiện nhưng cần nhiều kinh nghiệm để ngăn chặn sự thất thoát trứng trong suốt quá trình đông lạnh và giải đông. Việc sử dụng 10,0% (v/v) ethylene glycol (EG) + 5,0% (v/v) dimethylsulfoxide (DMSO) và trehalose trong môi trường thủy tinh hóa có thể cải thiện tỷ lệ sống và phát triển phôi của trứng.
Từ khóa: Bảo quản lạnh, chất bảo quản đông lạnh, cryotech, thủy tinh hóa, trứng trưởng thành

Article Details

References

Ada Cean, Ivan Alexandra, Ilie Daniela. etal., 2013. The cytotoxic effect of cryoprotective agents on invitro fertilization rate of mammalian oocytes. Scientific Papers Animal Science and Biotechnologies, 46(2): 98-103.

Appeltant, R., Somfai, T., Santos, E. C; Dang-Nguyen, T. Q., Nagai, T., & Kikuchi, K., 2017. Effects of vitrification of cumulus-enclosed porcine oocytes at the germinal vesicle stage on cumulus expansion, nuclear progression and cytoplasmic maturation. Reproduction, Fertility and Development, 29 (12): 2419-2429.

Arias, M. E., Risopatrón, J., Sánchez, R. et al., 2015. Intracytoplasmic sperm injection affects embryo developmental potential and gene expression in cattle. Reproductive biology, 15(1): 34-41.

Cean, A., Alexandra, I. and Daniela, I., 2013. The cytotoxic effect of cryoprotective agenetson in vitro fertilization rates of mammalian oocytes. Scientific Papers in Animal Science and Biotechnologies, 46: 98-103.

Chang, M. C., 1959. Fertilization of rabbit ova in vitro. Nature, 184(4684): 466-467.

Chian., R. C. and Kuwayama., 2004. High survival rate of bovine oocytes matured in vitro following vitrification. Journal of Reproduction and Development, 50(6): 685-696.

Fakhrildin, M. B. M. and Al-Moussawi, R. H., 2013. Effect of two types and two concentrations of cryoprotectants on ovine oocytes morphology and viability post-vitrification. Iraqi Journal of Embryos and Infertility Researches, 3(6): 32-37.

Gajda, B., Skrzypczak, Z., Ska, M. et al., 2015. Successful production of piglets derived from mature oocytes vitrified using ops method. Cryoletters, 36: 8-18.

Gordon. I.R., 2003. Laboratory Production of Cattle Embryos, Second Edition. Cambridge MA and CABI, USA, 537 pages.

Kuwayama, M., 2007. Highly efficient vitrification for cryopreservation of human oocytes and embryos: the Cryotopmethod. Theriogenology, 67(1): 73-80.

Lin, L., Kragh, P. M., Purup, S. et al., 2009. Osmotic stress induced by sodium chloride, sucrose or trehaloseimproves cryotolerance and developmental competence of porcine oocytes. Reproduction, Fertility and Development, 21(2): 338-344.

Rall, W. F., and Fahy, G. M., 1985. Ice-free cryopreservation of mouse embryos at− 196oC by vitrification. Nature, 313(6003): 573-575.

Somfai, T., Nakai, M., Tanihara, F. et al., 2013. Comparison of ethylene glycol and propylene glycol for the vitrification of immature porcine oocytes. Journal of Reproduction and Development, 59(4): 378-384.

Vajta, G and Kuwayama, M., 2006. Improving cryopreservation systems. Theriogenology, 65(1): 236-244.

Zhang, Z., Wang, T and Hao, Y. et al., 2017. Effects of trehalosevitrification and artificial oocyte activation on the development competence of human immature oocytes. Cryobiology, 74: 43-49.