Delaying Effects of Prolactin and Growth Hormone on Aging Processes in Bovine Oocytes Matured In Vitro

Abstract

Aging processes accelerate dramatically in oocytes that have reached the metaphase-II (M-II) stage. The present work aimed to study the patterns and intracellular pathways of actions of prolactin (PRL) and growth hormone (GH) on age-associated changes in bovine M-II oocytes aging in vitro. To this end, we analyzed spontaneous parthenogenetic activation (cytogenetic assay), apoptosis (TUNEL assay), and the developmental capacity (IVF/IVC) of in vitro-matured oocytes after prolonged culturing. Both PRL and GH reduced the activation rate of aging cumulus-enclosed oocytes (CEOs) and denuded oocytes (DOs), and their respective hormone receptors were revealed in the ova. The inhibitor of Src-family tyrosine kinases PP2 eliminated the effects of PRL and GH on meiotic arrest in DOs, whereas the MEK inhibitor U0126 only abolished the PRL effect. Furthermore, PRL was able to maintain the apoptosis resistance and developmental competence of aging CEOs. The protein kinase C inhibitor calphostin C suppressed both the actions of PRL. Thus, PRL and GH can directly support meiotic arrest in aging M-II oocytes by activating MAP kinases and/or Src-family kinases. The effect of PRL in maintaining the developmental capacity of aging oocytes is cumulus-dependent and related to the pro-survival action of the protein kinase C-mediated signal pathway.

Centrosome formation in the bovine early embryo

“…Oocyte-cumulus complexes (OCC) were recovered by slicing of the ovaries and then washed three times with TCM199 complemented with 5% fetus calf serum (HyClone, USA), 0.5mM sodium pyruvate, 10µg/mL heparin and 50 µg/mL gentamycin. Only good quality OCC were selected, which contained the oocytes with homogenous cytoplasm and several layers of cumulus cells (CC) using SMZ inverted microscope SMZ at 37°C (Nikon, Japan) as described (Singina et al, 2021). In vitro maturation (IVM) was performed on groups of 30-35 OCC in culture medium TCM199 complemented with 10% fetus calf serum (HyClone, USA), 0.5mM sodium pyruvate, 10µg/mL FSH, 10µg/mL LH and 50 µg/mL gentamycin for 24 hours at 38.8°C in a humidified atmosphere with 5% CO2 in 95% air.…”

“…as described (Singina et al, 2021). In vitro maturation (IVM) was performed on groups of 30-35 OCC in culture medium TCM199 complemented with 10% fetus calf serum (HyClone, USA), 0.5mM sodium pyruvate, 10µg/mL FSH, 10µg/mL LH and 50 µg/mL gentamycin for 24 hours at 38.8°C in a humidified atmosphere with 5% CO2 in 95% air.…”

The Effect of Prolactin on the Quality of Heifer Oocytes Retrieved by Transvaginal Puncture of Follicles

“…В условиях in vitro добавление ПРЛ к среде созревания post mortem ооцитов коров положительно влияет на ядерное созревание и качество яйцеклеток, а также повышает их компетенцию к дальнейшему эмбриональному развитию (20,24,25). На модели пролонгированного культивирования ооцитов этого вида показано, что ПРЛ тормозит деструктивные изменения морфологии метафазных хромосом и снижает частоту апоптотической дегенерации стареющих ооцитов (26,27). Кроме того, пролактин повышает компетенцию зрелых ооцитов к дальнейшему эмбриональному развитию, снижающуюся в процессе старения (27).…”

“…На модели пролонгированного культивирования ооцитов этого вида показано, что ПРЛ тормозит деструктивные изменения морфологии метафазных хромосом и снижает частоту апоптотической дегенерации стареющих ооцитов (26,27). Кроме того, пролактин повышает компетенцию зрелых ооцитов к дальнейшему эмбриональному развитию, снижающуюся в процессе старения (27). В целом пролактин можно рассматривать как потенциальный регулятор качества женских половых клеток и использовать для повышения их полноценности в условиях in vitro.…”

“…Ооциты оплодотворяли с использованием заморожено-оттаянной спермы одного быка симментальской породы. Для этого за 1,5 ч до оплодотворения соломинки с замороженной спермой размораживали, активные сперматозоиды получали методом swim-up (28) с использованием среды Sperm-TALP, содержащей 1 мМ пирувата натрия, 6 мг/мл БСА (27). Cодержимое соломинок подслаивали по 220 мкл в 1,8 мл пробирки («Nunc», Дания), содержащие 1 мл среды Sperm-TALP, и помещали в инкубатор (MCO-18AIC, «Sanyo», Япония) на 50 мин.…”