2023 / 06

Следующая статья
DOI: 10.24075/vrgmu.2023.046

ОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

Исследование теплового воздействия фемтосекундных лазерных импульсов на эмбрионы мыши в рамках процедуры вспомогательного хетчинга

М. В. Кубекина1,2, М. А. Филатов1,2, Ю. Ю. Силаева1,2, Д. С. Ситников2
Информация об авторах

1 Институт биологии гена Российской академии наук, Москва, Россия

2 Объединенный институт высоких температур Российской академии наук, Москва, Россия

Для корреспонденции: Марина Владиславовна Кубекина
ул. Вавилова, д. 34/5, 119334, г. Москва, Россия; moc.liamg@ymukyram

Информация о статье

Финансирование: работы по проведению манипуляций с эмбрионами при помощи лазера и оценка уровней экспрессии генов, ответственных за синтез белков теплового шока, выполнены при финансовой поддержке РНФ в рамках научного проекта 23-19-00424 на оборудовании УНУ «Лазерный тераваттный фемтосекундный комплекс», входящей в состав ЦКП «Лазерный фемтосекундный комплекс» ОИВТ РАН. Работы по получению эмбрионов были выполнены при финансовой поддержке гранта номер 075-15-2021-668 (от 29.07.2021) УНУ Трансгенбанк.

Вклад авторов: М. В. Кубекина — проведение иммунофлуоресцентного окрашивания и определение уровня экспрессии белков теплового шока, написание статьи; М. А. Филатов — работа с эмбрионами, статистические методы обработки, написание статьи; Ю. Ю. Силаева — общее руководство экспериментом; Д. С. Ситников — проведение лазерной микрохирургии, обработка результатов, написание статьи; все авторы — обсуждение и редактирование статьи.

Соблюдение этических стандартов: исследование одобрено этическим комитетом ИБГ РАН (протокол № 1 от 25 сентября 2023 г.) и проведено в строгом соответствии с положениями Директивы 2010/63/EU Европейского Парламента и Совета Европейского союза от 22 сентября 2010 г. по охране животных, используемых в научных целях.

Статья получена: 07.11.2023 Статья принята к печати: 07.12.2023 Опубликовано online: 26.12.2023
|
  1. Inhorn MC, Patrizio P. Infertility around the globe: new thinking on gender, reproductive technologies and global movements in the 21st century. Hum Reprod Update. 2015; 21 (4): 411–26. DOI: 10.1093/humupd/dmv016. Epub 2015 Mar 22. PMID: 25801630.
  2. Krivonogova AS, Bruter AV, Makutina VA, Okulova YD, Ilchuk LA, Kubekina MV, et al. AAV infection of bovine embryos: Novel, simple and effective tool for genome editing. Theriogenology. 2022; 193: 77–86. DOI: 10.1016/j.theriogenology.2022.09.007.
  3. Báez F, Camargo ÁA, Gastal GDA. Ultrastructural Imaging Analysis of the Zona Pellucida Surface in Bovine Oocytes. Microsc Microanal. 2019; 25 (4): 1032–6. DOI: 10.1017/S1431927619000692. Epub 2019 May 28. PMID: 31134876.
  4. An L, Liu Y, Li M, Liu Z, Wang Z, Dai Y, et al. Site specificity of blastocyst hatching significantly influences pregnancy outcomes in mice. FASEB J. 2021; 35 (9): e21812. DOI: 10.1096/fj.202100653R. PMID: 34411354.
  5. Nishio E, Moriwaki T, Yoshii K, Udagawa Y. Chemical removal of zona pellucida versus laser assisted hatching after repeated failures of assisted reproductive technology. Reprod Med Biol. 2006; 5 (4): 263–7. DOI: 10.1111/j.1447-0578.2006.00151.x.
  6. Hammadeh ME, Fischer-Hammadeh C, Ali KR. Assisted hatching in assisted reproduction: a state of the art. J Assist Reprod Genet. 2011; 28 (2): 119–28. DOI: 10.1007/s10815-010-9495-3. Epub 2010 Nov 2. PMID: 21042844; PMCID: PMC3059528.
  7. Makrakis E, Angeli I, Agapitou K, Pappas K, Dafereras A, Pantos K. Laser versus mechanical assisted hatching: a prospective study of clinical outcomes. Fertil Steril. 2006; 86 (6): 1596–600. DOI: 10.1016/j.fertnstert.2006.05.031. Epub 2006 Oct 20. PMID: 17055494.
  8. Wang Y, Chen C, Liang J, Fan L, Liu D, Zhang X, et al. A comparison of the clinical effects of thinning and drilling on laser-assisted hatching. Lasers Med Sci. 2022; 37 (1): 1–9. DOI: 10.1007/s10103-020-03230-9.
  9. Xu W, Zhang L, Zhang L, Jin Z, Wu L, Li S, Shu J. Laser-assisted hatching in lower grade cleavage stage embryos improves blastocyst formation: results from a retrospective study. J Ovarian Res. 2021; 14 (1): 94. DOI: 10.1186/s13048-021-00844-7.
  10. Tadir Y, Douglas-Hamilton DH. Laser Effects in the Manipulation of Human Eggs and Embryos for In Vitro Fertilization. Methods Cell Biol. 2007; 82 (06): 409–31.
  11. Douglas-Hamilton DH, Conia J. Thermal effects in laser-assisted pre-embryo zona drilling. J Biomed Opt. 2001; 6 (2): 205.
  12. Vogel A, Noack J, Hüttman G, Paltauf G. Mechanisms of femtosecond laser nanosurgery of cells and tissues. Appl Phys B. 2005; 81 (8): 1015–47. DOI: 10.1007/s00340-005-2036-6.
  13. Liang X-X, Zhang Z, Vogel A. Multi-rate-equation modeling of the energy spectrum of laser-induced conduction band electrons in water. Opt Express. 2019; 27 (4): 4672. DOI: 10.1364/ oe.27.004672.
  14. Ilina IV, Khramova YV, Ivanova AD, Filatov MA, Silaeva YY, Deykin AV, et al. Controlled hatching at the prescribed site using femtosecond laser for zona pellucida drilling at the early blastocyst stage. J Assist Reprod Genet. 2021; 38 (2): 517–29. DOI: 10.1007/s10815-020-01998-x.
  15. Hahn A, Bublak D, Schleiff E, Scharf KD. Crosstalk between Hsp90 and Hsp70 chaperones and heat stress transcription factors in tomato. Plant Cell. 2011; 23 (2): 741–55. DOI: 10.1105/tpc.110.076018.
  16. Ситников Д. С., Ильина И. В., Филатов М. А., Силаева Ю. Ю. Исследование влияния микродиссекции блестящей оболочки эмбрионов млекопитающих на ее толщину. Вестник РГМУ. 2023; 1: 41–8. DOI: 10.24075/vrgmu.2023.002.
  17. Филатов М. А., Окулова Ю. Д., Шафеи Р. А., Коршунова Д. С., Силаева Ю. Ю. Криоконсервация как подход к сохранению уникальных линий генетически модифицированных животных. Биотехнология. 2022; 38 (6): 64–72. DOI: 10.56304/ S0234275822060072.
  18. Кубекина, М. В., Калинина, А. А., Коршунова, Д. С., Брутер, А. В., Силаева, Ю. Ю. Модели митохондриальной дисфункции с индуцируемой экспрессией мутантного варианта гена Polg. Вестник РГМУ. 2022; 2: 12–19. DOI: 10.24075/vrgmu.2022.021.
  19. Sajjadi AY, Mitra K, Grace M. Expression of heat shock proteins 70 and 47 in tissues following short-pulse laser irradiation: assessment of thermal damage and healing. Med Eng Phys. 2013; 35 (10): 1406–14. DOI: 10.1016/j.medengphy.2013.03.011.
  20. Capon A, Mordon S. Can thermal lasers promote skin wound healing? Am J Clin Dermatol. 2003; 4 (1): 1–12. DOI: 10.2165/00128071-200304010-00001. PMID: 12477368.
  21. Choi I, Dasari A, Kim NH, Campbell KH. Effects of prolonged exposure of mouse embryos to elevated temperatures on embryonic developmental competence. Reprod Biomed Online. 2015; 31 (2): 171–9. DOI: 10.1016/j.rbmo.2015.04.017.
  22. Monty DE, Jr, Racowsky C. In vitro evaluation of early embryo viability and development in summer heat-stressed, superovulated dairy cows. Theriogenology. 1987; 28 (4): 451–65. DOI: 10.1016/0093-691x(87)90250-0. PMID: 16726328.
  23. Edwards JL, Ealy AD, Hansen PJ. Regulation of heat shock protein 70 synthesis by heat shock in the preimplantation murine embryo. Theriogenology. 1995; 44 (3): 329–37. DOI: 10.1016/0093-691x(95)00188-e. PMID: 16727733.
  24. Edwards JL, Hansen PJ. Differential responses of bovine oocytes and preimplantation embryos to heat shock. Mol Reprod Dev. 1997; 46 (2): 138–45. DOI: 10.1002/(SICI)10982795(199702)46:2<138::AID-MRD4>3.0.CO;2-R. PMID: 9021745.
  25. Douglas-Hamilton DH, Conia, J. Thermal effects in laser-assisted pre-embryo zona drilling. Journal of Biomedical Optics. 2001; 6 (2): 205. DOI: 10.1117/1.1353796.
  26. Tucker M, Ball, G. Assisted hatching as a technique for use in human in vitro fertilization and embryo transfer is long overdue for careful and appropriate study. The Journal of Clinical Embryology. 2009; 12 (1): 9–14.
  27. Honguntikar SD, Uppangala S, Salian SR, Kalthur G, Kumar P, Adiga SK. Laser-assisted hatching of cleavage-stage embryos impairs developmental potential and increases DNA damage in blastocysts. Lasers Med Sci. 2015; 30 (1): 95–101. DOI: 10.1007/ s10103-014-1625-1. Epub 2014 Jul 3. PMID: 24989334.
  28. Sanmee U, Piromlertamorn W, Vutyavanich T. The effect of the site of laser zona opening on the complete hatching of mouse blastocysts and their cell numbers. Clin Exp Reprod Med. 2016; 43 (3): 152–6. DOI: 10.5653/cerm.2016.43.3.152. Epub 2016 Sep 22. PMID: 27689037; PMCID: PMC5039307.
  29. Montag M, van der Ven H. Laser-assisted hatching in assisted reproduction. Croat Med J. 1999; 40 (3): 398–403. PMID: 10411968.
  30. de Medeiros FW, Kaur H, Agrawal V, Chaurasia SS, Hammel J, et al. Effect of femtosecond laser energy level on corneal stromal cell death and inflammation. J Refract Surg. 2009; 25 (10): 869–74. DOI: 10.3928/1081597X-20090917-08.
  31. Sitnikov DS, Ilina IV, Pronkin AA. Assessment of the thermal effect of femtosecond and millisecond laser pulses in microsurgery of mammalian embryos. Quantum Electron. 2022; 52 (5): 482–90. DOI: 10.1070/QEL18047.