Simple item page
 

Metabolizm kwasów tłuszczowych i glukozy podczas dojrzewania in vitro oocytów bydła i jego wpływ na jakość oocytów oraz zarodków pochodzących z zapłodnienia in vitro.

dc.abstract.enInfertility is a health problem observed world-wide and it affects from 8 to 12% of reproductive age couples. Fertility disorders are also observed with regard to cattle, since selection of animals for breeding traits significantly decreased fertility parameters. A crucial role in determination of female fertility is her body condition, which is affected by e.g. health or nutrition. Studies show that physiological status of the organism is influenced by e.g. glucose or fatty acids metabolisms, which also affect the environment of ovarian follicle, a place of oocyte growth and maturation. Therefore an optimal metabolism of glucose and fatty acids in the female organism is crucial for proper oocyte quality determination, which in the future may have an impact on embryo developmental potential. The aim of the project is to characterize the energy metabolism of bovine oocyte during in vitro maturation. In the present experiment it is planned to selectively block pathways of either glucose or fatty acid metabolism in order to demonstrate, how this process affects oocyte quality and nascent embryo. The novelty of the experiment is the simultaneous analysis of two energetic pathways to verify hypothesized homeostasis between them within the oocyte. The methods planned in the project allow to characterize the global changes of substrates and product of energy metabolism, with a special focus on metabolomics analysis of individual oocytes, blastocysts and maturation media. The obtained data may become substantial in the discussion on the significance of females health on oocyte and embryo quality both in animal breeding and human medicine. The bovine ovaries will be obtained from the local slaughterhouse, cumulus-oocyte complexes (COCs) will be collected from ovarian follicles and after morphology selection, COCs will be matured in basic maturation medium. Within the project there are planned one control and 4 experimental groups and each of these groups will differ with regard to the factor supplemented during in vitro maturation (IVM), which will block a selective metabolic pathway. The following experimental groups will be investigated: 1) the control group, where oocytes will be matured in the basic maturation medium, 2) IVM under inhibition of glycolysis (the pathway of glucose metabolism), 3) IVM under inhibition of pentose phosphate pathway (PPP, a pathway of glucose metabolism), 4) IVM when both glycolysis and PPP pathways will be inhibited in order to block almost entire glucose metabolism 5) IVM under inhibition of β-oxidation of fatty acids (a pathway of fatty acids metabolism). Material collected from each experimental group will be analyzed with regard to the following parameters: (i) In the individual oocytes there will be analyzed selected elements or products of glucose or fatty acids metabolic pathways e.g. ATP, NADPH, GSH, reactive oxygen species etc. (colorimetric and fluorimetric assays). (ii) Cumulus cells originating from individual COCs will be analyzed with regard to mRNA expression of the selected genes involved in glucose and fatty acids metabolism (e.g. G6PD, GLUT1, LDHA, PDHA1, ACACA, CPT1, SCD, FASN, SOD2
dc.abstract.enreal time PCR). (iii) The metabolomic analysis of individual oocytes, cumulus cells originating from individual COCs as well as maturation media originating from individual wells will provide data on e.g. glucose, pyruvate, lactate and fatty acids content (mass spectrometry). The last step of the proposed project is in vitro production of bovine embryos (in vitro fertilization with the semen of bull of high quality, embryo in vitro culture) after oocytes maturation in the control and experimental groups described above. It is planned to analyze the subsequent embryo development with the use of the time-lapse system. It will allow to detect any substantial disturbances of this process (the time of first cleavage, morula compaction, blastocyst cavitation or hatching), which could reflect the applied maturation system. The final stage of embryo development will be the blastocyst, that will be analyzed with regard to blastocyst rate, morphology, fatty acid content (mass spectrometry) and mRNA expression of genes involved in fatty acids and glucose metabolism (real time PCR). Authors of the proposed project plan to answer the question, whether bovine oocyte during in vitro maturation to some extend may selectively modify the metabolism of fatty acids and glucose to adapt to environment changes. Within the proposed project, modifications of maturation environment take place in maturation medium, however it may be related to in vivo environment, when follicular fluid composition is influenced by the female health. Obtained data may show whether oocytes may adapt to unfavourable environment and in case of positive observation – how this process takes place.
dc.abstract.plNiepłodność jest problemem zdrowotnym obserwowanym na całym świecie i dotyczy od 8 do 12% par w wieku rozrodczym. Zaburzenia płodności obserwowane są również u bydła, ponieważ selekcja zwierząt na cechy reprodukcyjne znacząco obniżyła parametry płodności. Na płodność samic decydujący wpływ ma stan jej organizmu, na który z kolei wpływają takie czynniki jak np. zdrowie czy sposób żywienia. Badania pokazują, iż stan fizjologiczny organizmu wynika między innymi z metabolizmu glukozy i kwasów tłuszczowych, które jednocześnie oddziałują na środowisko pęcherzyka jajnikowego, miejsce w którym dochodzi do wzrostu i dojrzewania oocytu. Tak więc optymalny metabolizm glukozy i kwasów tłuszczowych w organizmie samicy jest kluczowy dla jakości oocytu, który w przyszłości ma wpływ na potencjał rozwojowy zarodków. Celem projektu jest charakterystyka metabolizmu energetycznego oocytu bydła podczas dojrzewania in vitro. W ramach eksperymentu planowane jest selektywne blokowanie ścieżek metabolicznych glukozy bądź kwasów tłuszczowych w celu wykazania, jak proces ten wpływa na jakość oocytów i późniejszych zarodków. Nowatorskim aspektem doświadczenia jest jednoczesna analiza dwóch ścieżek energetycznych, co pozwoli na weryfikację hipotezy o homeostazie pomiędzy tymi ścieżkami w obrębie oocytu. Metody planowane w projekcie pozwolą na charakterystykę globalnych zmian w substratach i produktach metabolizmu energetycznego, ze szczególnym uwzględnieniem analiz metabolomicznych w pojedynczych oocytach, blastocystach i pożywce do dojrzewania. Uzyskane wyniki mogą być kluczowym elementem dyskusji nad znaczeniem zdrowia kobiety dla jakości oocytu i zarodka. Jajniki bydlęce będą pochodziły z lokalnej rzeźni, kompleksy oocyt-komórki pęcherzykowe (COCs) będą pozyskiwane z pęcherzyków jajnikowych i po wstępnej ocenie morfologicznej zostaną poddane dojrzewaniu in vitro (IVM) w standardowej pożywce. W ramach doświadczenia planowane są jedna grupa kontrolna i cztery grupy eksperymentalne, przy czym każda z tych grup różnić się będzie dodatkiem stosowanym do pożywki do dojrzewania, który będzie blokował wybraną ścieżkę metaboliczną. Analizie zostaną poddane następujące grupy doświadczalne: 1) kontrola, gdzie oocyty zostaną poddane dojrzewaniu w podstawowej pożywce, 2) IVM z czynnikiem blokującym glikolizę (szklak metabolizmu glukozy), 3) IVM z czynnikiem blokującym szlak pentozofosforanowy (PPP, szlak metabolizmu glukozy), 4) IVM podczas którego zarówno glikoliza jak i szlak PPP będą blokowane w celu niemal całkowitego blokowania metabolizmu glukozy, 5) IVM z czynnikiem blokującym β-oksydację kwasów tłuszczowych (szlak metabolizmu kwasów tłuszczowych). Materiał zebrany z każdej grupy eksperymentalnej poddany będzie następującym analizom: (i) W indywidualnych oocytach analizowane będą wybrane elementy lub produkty metabolizmu glukozy lub kwasów tłuszczowych np. ATP, NADPH, GSH, wolne rodniki tlenowe itp. (testy kolorymetryczne i fluorymetryczne). (ii) Komórki pęcherzykowe pochodzące z indywidualnych COC będą analizowane pod kątem ekspresji mRNA wybranych genów zaangażowanych w metabolizm glukozy i kwasów tłuszczowych (np. G6PD, GLUT1, LDHA, PDHA1, ACACA, CPT1, SCD, FASN, SOD2
dc.abstract.plPCR w czasie rzeczywistym). (iii) Analiza metabolomiczna indywidualnych oocytów, komórek pęcherzykowych pochodzących z indywidualnych COC oraz pożywki do dojrzewania pochodzącej z indywidualnych dołków dostarczy dane na temat koncentracji np. glukozy, pirogronianu, laktozy i kwasów tłuszczowych (spektrometria mas). Ostatnim elementem proponowanego projektu jest pozyskanie zarodków bydlęcych w warunkach in vitro (zapłodnienie in vitro wysokiej jakości nasieniem buhaja, hodowla zarodków in vitro) po dojrzewaniu oocytów w grupie kontrolnej i grupach doświadczalnych opisanych powyżej. Planowana jest analiza rozwoju zarodkowego z wykorzystaniem obrazowania rozwoju zarodka w czasie rzeczywistym. Pozwoli to na wykrycie jakichkolwiek istotnych zaburzeń tego procesu (czas pierwszego podziału, kompakcja moruli, kawitacja i wylęganie blastocysty), co mogłoby być wynikiem wpływu zastosowanych warunków dojrzewania. Ostatecznym stadium rozwoju zarodkowego będą blastocysty, w których ocenione zostaną częstość osiągania tego stadium, morfologia, zawartość kwasów tłuszczowych (spektrometria mas) i ekspresja mRNA genów zaangażowanych w metabolizm kwasów tłuszczowych i glukozy (PCR w czasie rzeczywistym). Autorzy proponowanego projektu planują odpowiedzieć na pytanie, czy oocyt bydlęcy podczas dojrzewania in vitro potrafi w pewnym zakresie selektywnie modyfikować metabolizm kwasów tłuszczowych i glukozy, w celu dostosowania się do zmiennych warunków środowiskowych. W ramach proponowanego projektu modyfikacjom poddane będą warunki dojrzewania in vitro, jednakże można to odnieść do warunków in vivo, gdy skład płynu pęcherzykowego ulega zmianie pod wpływem zdrowia samicy. Uzyskane dane mogą pokazać, czy oocyty potrafią zaadaptować się w niekorzystnym środowisku, a w przypadku odpowiedzi pozytywnej – w jaki sposób się to odbywa.
dc.contributor.authorEwelina Warzych-Plejer
dc.date.accessioned2025-06-30T14:41:02Z
dc.date.available2025-06-30T14:41:02Z
dc.date.issued2018
dc.identifier.project2017/27/B/NZ9/00904
dc.identifier.urihttps://sciencerep.up.poznan.pl/handle/item/3611
dc.pbn.affiliationveterinary science
dc.subject.plmetabolomika
dc.subject.plspektrometria mas
dc.subject.plbydło
dc.subject.plkwasy tłuszczowe
dc.subject.plglukoza
dc.subject.pljakość
dc.subject.plblastocysty
dc.subject.ploocyty
dc.titleMetabolizm kwasów tłuszczowych i glukozy podczas dojrzewania in vitro oocytów bydła i jego wpływ na jakość oocytów oraz zarodków pochodzących z zapłodnienia in vitro.
dc.typeProject
dspace.entity.typeProject
project.competition.nameOPUS
project.endDate2023-03-13T00:00:00
project.startDate2018-07-24T00:00:00