通过胞浆内精子注射(ICSI)进行体外胚胎生产已成为马匹繁殖管理中广泛使用的工具。用于马匹ICSI的最常见卵母细胞是未成熟的卵母细胞,这些卵母细胞是从小型到中型的卵泡中收集的。收集未成熟卵母细胞可以安排经阴道超声引导的卵泡抽吸(TVA)操作,而无需重复监测卵泡[1],并且重要的是,这允许将这些卵母细胞在室温下保存过夜,从而避免了立即使其成熟的需要[2]。最初在改良的M199培养基中研究了未成熟卵母细胞的保存[2],但后来发现商业化的马胚胎保存培养基也同样有效[3,4]。因此,目前的典型临床方法是,具有TVA操作经验的兽医在转诊诊所进行卵泡抽吸,然后将收集到的卵丘-卵母细胞复合体(COCs)用商业化的胚胎保存培养基运输到辅助生殖技术(ART)实验室进行体外胚胎生产。
根据目前的理解,未成熟的马卵母细胞通常在17°C至22°C的温度下运输过夜。关于保存期间的温度研究主要在实验室中进行,温度变化很小。然而,在实际操作中,临床医生可以控制预定的包装温度,但无法控制运输过程中的温度变化,这可能因运输方式(陆地或空中)和环境温度而大不相同。很少有研究描述运输过程中的温度波动。
此外,运输过程中经常会出现延迟,有时延迟时间超过48小时。这种延迟和温度变化对卵母细胞存活率的影响尚不清楚。Stout[5]在一篇回顾性论文中报告了他们的临床卵母细胞收集项目的结果,发现延迟到达ART实验室的卵母细胞的囊胚形成率仅为提前到达的卵母细胞的一半。该作者指出,延迟到达的卵母细胞通常处于较低的温度(<15°C),并认为影响卵母细胞存活率的是温度而非时间。Stout认为需要进一步的研究来确定有效保存未成熟卵母细胞所需的时间和温度参数。
在报道马卵母细胞保存时间和温度影响的研究中,Choi及其同事[2]的初步研究表明,在改良的M199培养基中,将马卵母细胞在室温(约23°C)下保存过夜可以使其保持在生殖泡阶段,并且这些卵母细胞的减数分裂和发育能力正常。Foss及其同事[3]也使用改良的M199培养基发现,卵母细胞可以保存两个晚上(39小时)而不影响发育能力,但保存三个晚上会降低成熟率并使囊胚形成率减半。
关于温度,Foss等人[3]发现,在37°C下保存卵母细胞过夜后再进行成熟培养会大大降低后续的囊胚形成率。为了确定原因,Martino等人[6]研究了提高保存温度(30°C或38°C,对比25°C对照组)的影响,并报告在较高温度下,卵母细胞的减数分裂受到抑制。因此,在较高温度(介于室温和体温之间)下保存的卵母细胞可能在保存过程中经历某些成熟过程,从而导致其发育能力受损。
也研究了较低温度的影响。Dini等人[7]使用一种专为运输精液设计的被动冷却装置(Equitainer,Hamilton BioVet)在4°C下保存卵母细胞,并报告在初步实验中,23个卵母细胞中有23个成熟,其中23个卵母细胞经过ICSI后产生了4个囊胚。这些作者认为,在低温下保存马卵母细胞可能与可接受的囊胚生产相兼容。然而,这项研究中没有监测卵母细胞在保存期间的温度,因此这一结论的可靠性尚不明确。Diaw等人[4]进一步研究了冷却效果,他们将马卵母细胞在室温或Equitainer中运输,并使用温度记录器监测温度。两种处理组的温度分别为约22°C和约7°C;较低的温度对随后的成熟、裂变和囊胚生产有显著的不利影响。
关于保存时间和温度之间的相互作用,目前尚无共识。Martino等人(2019)将马卵母细胞在体外成熟和ICSI前保存两个晚上(约42小时)。当卵母细胞保持在15°C时,其发育能力得以保持;相比之下,将卵母细胞保持在室温(记录为22–27°C)则完全抑制了囊胚的形成。这些关于在“室温”下保存两个晚上对卵母细胞有不利影响的发现似乎与Foss等人的结果相矛盾[3];然而,Martino等人研究中相对较高的室温可能触发了某些减数分裂的恢复过程,从而影响了发育能力。
有轶事证据表明,更长的保存时间可能与马卵母细胞的存活率兼容。Josson等人[8]在一份简短报告中指出,从法国运输到美国的卵母细胞(运输时间为52小时),在改良的M199培养基中保存,起始温度为25°C并逐渐降至约18°C,结果显示58%的卵母细胞成熟,每个注射卵母细胞的囊胚形成率为18%。在另一个极端延迟的临床案例中,Acacio等人[9]描述了在卵母细胞运输72小时后成功产生囊胚的情况。这些卵母细胞是通过TVA从4匹母马中收集的,用改良的M199培养基运输,运输容器在到达ART实验室时的温度为20.2°C。卵母细胞的成熟率为47%,每个注射卵母细胞的囊胚形成率为48%(10/21;其中7个囊胚来自同一匹母马);这些结果与作者所在临床实验室的标准周期没有显著差异。这表明在某些条件下,长时间保存(三个晚上)可以保持较高的发育能力。在这些情况下,运输培养基(M199)的重要性尚不明确。
本研究的目的是评估在商业保存培养基中,将马卵母细胞在约15°C或约22°C下保存1个、2个或3个晚上后的发育能力。基于先前的报告,这些报告表明时间和较高温度会导致成熟率和囊胚产率下降[3,10],我们假设三个小时的保存会对减数分裂和/或发育能力产生不利影响,而较低的温度可以在长时间保存期间更好地维持卵母细胞的存活率。