Koyunlarda in vitro oosit maturasyonu sırasında uygulanan melatonin hormonunun sıcaklık stresi üzerine etkisinin tüm genom ekspresyonu düzeyinde araştırılması

Abstract

Çalışmada koyunlarda in vitro maturasyon sırasında uygulanan melatonin hormonunun sıcaklık stresi üzerine etkisinin embriyonik gelişim ve tüm genomekspresyon düzeyinde araştırılması amaçlanmıştır. In vitro embriyo (IVF) üretim aşamlarından en kritik noktalardan birisi de invitro maturasyon aşamasında oositlerin mature olma oranlarıdır. Bu aşamada meydana gelen streslere bağlı olarak reaktif oksijenlerin artması hücrelerde hasarlara sebep olmaktadır. Melatonin hormonunun sıcaklık stresine karşı koyun oositlerinde meydana gelen embriyonik gelişim ve morfolojisi üzerine etkisi, maturasyon ilişkili genlerine kspresyon seviyeleri değerlendirildi. Maturasyon medyumu içerisine farklı sıcaklıklarda 10-7 M melatonin hormunu ilave edildi. Mezbahada kesilen koyunların ovaryumlarından oositler elde edildi. Uygun şartlar altında laboratuvar ortamında hazırlanan solüsyonlar ile inkübasyon işlemleri gerçekleştirildi. Embriyonik gelişim aşamaları bölünme, marula, blastosit aşamaları olarak değerlendirildi. Bölünme oranları kıyaslandığında en yüksek oran G39M, en düşük değer G41 elde edildi ve istatiksel olarak anlamlı bir fark vardır (P<0,05). Morula oranlarında ise en yüksek değer G39M gözlenirken en düşük değer G41 elde edildi (P<0,05). Elde edilen blastosist oranları en iyi G39M de elde edildi. Buna göre melatonin sıcaklık stresindebölünme ve marula aşamasında etki gösterirken blastosit aşamasında anlamlı ölçüde azalma oldu. (P<0,05)Melatoninin maturasyon aşamasında oositler üzerine çeşitli gen ekspresyonlarında tüm deney gruplarında olan anti apoptatik gen düzeyleri (BAX,Bcl2), kumulus ve sitoplazmik olgunlaşma (PTX3, HAS2, EGFR, FSHR, LHR), mitokondiryal fonksiyonlar etkisi incelendiğinde, apoptoz faktörleri, olgunlaşma ve mitokondriyal fonksiyonlar (SIRT1, AKT2, Polg2) üzerinde artma ve azalma gözlemlendi. Sonuçların istatiksel analiz sonucunda gen ekspresyonları anlamlı olarak çıktı (P>0,05). Bu çalışmada melatoninin in vitro maturasyon medyumuna ilave edilmesinin önemi ortaya çıkmış ve kullanılan konsantrasyonların embriyonik gelişimde etkili rol oynadığı kanısına varıldı.

The study aim to investigate the effects of melatonin hormone on embryonic development and whole genome expression levels under heat stress during in vitromaturation in sheep. One of the most critical points in the stages of in vitro embryo (IVF) productionis the maturation rate of oocytes during the in vitro maturation phase. Due to the stresses occurring at this stage, the increase in reactive oxygen species causes damageto the cells. The effects of melatonin hormone on embryonic development andmorphology in sheep oocytes under heat stress were evaluated, along with theexpression levels of maturation-related genes. A concentration of 10-7 M melatoninhormone was added to the maturation medium at different temperatures. Oocytes were obtained from the ovaries of sheep slaughtered in a slaughterhouse. Incubationprocesses were carried out with solutions prepared in the laboratory under suitableconditions. The stages of embryonic development were evaluated as cleavage, morula, and blastocyst stages. When comparing cleavage rates, the highest rate was observedin G39M, while the lowest value was obtained in G41, and the difference wasstatistically significant (P<0.05). For morula rates, the highest value was observed in G39M, while the lowest value was obtained in G41 (P<0.05). The best blastocyst rateswere obtained in G39M. Accordingly, melatonin showed an effect at the cleavage andmorula stages under heat stress, but there was a significant decrease at the blastocyststage (P<0.05). In the maturation phase, various gene expressions on oocytes, including anti-apoptotic gene levels (BAX, Bcl2), cumulus and cytoplasmic maturation (PTX3, HAS2, EGFR, FSHR, LHR), and mitochondrial functions (SIRT1, AKT2, Polg2) wereexamined. Increases and decreases were observed in apoptosis factors, maturation, andmitochondrial functions. The results of the statistical analysis showed that gene expressions were significant between groups (P<0.05). This study revealed theimportance of adding melatonin to the in vitro maturation medium and concluded that the concentrations used played an effective role in embryonic development.