1,720,972 research outputs found

    Ageing and Aneuploidy in Oocytes

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    Alterungsprozesse und Aneuploidie der Oozyte

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    Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis

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    The present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed

    In-vitro-Oozytenreifung und Embryonenerzeugung von Oozyten des Weißbüschelaffen

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    Content SUMMARY 9 ZUSAMMENFASSUNG 12 CONTENT 15 1\. INTRODUCTION 19 1.1. Marmoset as a model animal for reproductive studies 19 1.1.1. Taxonomy and morphology of the common marmoset 19 1.1.2. Habitat in the wild and captive conditions 20 1.1.3. Lifespan and body size and in the wild and captivity 21 1.1.4. Diet in the wild and in captivity 21 1.1.5. Social organization and reproduction 22 1.1.6. Use in biomedical research 24 1.2. Current achievements in in vitro oocyte and embryo studies in marmosets 26 1.3. Aims 28 2\. GENERAL MATERIALS AND METHODS 29 2.1. Materials 29 2.1.1. Animals 29 2.1.2. Equipment 30 2.1.2.1. Devices 30 2.1.2.2. Laboratory materials 31 2.1.2.3. Mouth pipette 32 2.1.3. Chemicals 33 2.1.3.1. Chemicals used for culture, sperm preparation, immunocyto- and histochemistry and histology 33 2.1.3.2. Chemicals used for hormone assays 35 2.2. Methods 36 2.2.1. Cycle monitoring and luteolysis induction 36 2.2.2. Narcosis 36 2.2.3. Hormone measurements 37 2.2.3.1. Blood collection 37 2.2.3.2. P4 37 2.2.3.3. Total estrogens 38 2.2.3.4. Androgens 38 2.2.3.5. Triglycerides 39 2.2.4. Oocyte IVM/IVF and embryo culture procedures 39 2.2.4.1. Culture media preparation 39 2.2.4.2. Dissection and culture plate preparation 43 2.2.4.3. Ovary collection, dissection, COCs’ recovery and IVM 43 2.2.4.4. Oocyte recovery after hormonal stimulation 44 2.2.4.5. IVF 44 2.2.4.6. Embryo culture 45 2.2.5. Immunocytochemical procedures for oocytes and embryos 46 2.2.5.1. Fixation 46 2.2.5.2. Staining 48 2.2.6. Ovary histology 49 2.2.7. Procedures with sperm 49 2.2.7.1. Sperm collection 49 2.2.7.2. Sperm sample preparation 50 2.2.7.3. Motility evaluation 52 2.2.7.4. Sperm cell count 52 2.2.7.5. Acrosome staining 52 2.2.7.6. Live-dead sperm staining with Eosin-Nigrosin 53 2.2.8. Evaluation of results 53 2.2.8.1. Oocytes and embryos 53 2.2.8.2. Sperm 55 2.2.8.3. Ovarian histology 56 2.2.8.4. Statistics 56 3\. EXPERIMENTS 57 3.1. Pre-experiment. Addition of antioxidants in IVM and IVF medium 57 3.1.1. Introduction 57 3.1.2. Materials and methods 59 3.1.2.1. Animals 59 3.1.2.2. Media and gas environment 59 3.1.2.3. Experimental design 59 3.1.3. Results 61 3.1.3.1. Experiment 1 61 3.1.3.2. Experiment 2 62 3.1.3.3. Experiment 3 64 3.1.4. Discussion 66 3.2. Effects of epidermal growth factor (EGF) on marmoset oocyte IVM, IVF and embryo development are altered by gonadotrophin concentration during oocyte maturation 69 3.2.1. Introduction 69 3.2.2. Materials and methods 71 3.2.2.1. Animals 71 3.2.2.2. Media and gas environment 71 3.2.2.3. Experimental design 71 3.2.3. Results 73 3.2.3.1. Cumulus expansion 73 3.2.3.2. Oocyte maturation 73 3.2.3.3. Degeneration 75 3.2.3.4. Fertilization 75 3.2.3.5. Cleavage 75 3.2.3.6. Embryo progression on day 2 and 3 76 3.2.3.7. Evaluation of microtubular cytoskeleton of oocytes/zygotes which failed to cleave, and embryo quality 78 3.2.4. Discussion 81 3.3. Effect of estradiol (E2) dose during IVM on marmoset oocyte maturation, fertilization and embryo development 87 3.3.1. Introduction 87 3.3.2. Materials and methods 90 3.3.2.1. Animals 90 3.3.2.2. Media and gas environment 90 3.3.2.3. Experimental design. Main experiment 91 2.2.3.4. Measurement of E2 concentration in medium drops under oil (performed in collaboration with M. Heistermann) 91 3.3.3. Results 93 3.3.3.1. Cumulus cell response. Expansion 93 3.3.3.2. Oocyte responses 94 3.3.3.2.1. Maturation 94 3.3.3.2.2. Degeneration 94 3.3.3.2.3. Fertilization and cleavage 94 3.3.3.2.4. Embryo progression 96 3.3.3.2.5. Meiotic spindles 97 3.3.3.2.6. E2 absorption by mineral oil. Actual E2 content in IVM drops 98 3.3.4. Discussion 100 3.4. Effects of oxygen (O2) concentration during IVM and IVF of marmoset monkey oocytes on subsequent development 104 3.4.1. Introduction 104 3.4.2. Materials and Methods 107 3.4.2.1. Animals 107 3.4.2.2. Media and gas environment 107 3.4.2.3. Experimental design 107 3.4.3 Results 109 3.4.3.1. Cumulus expansion 109 3.4.3.2 Maturation and degeneration 109 3.4.3.3. Spindles 110 3.4.3.4. Fertilization 111 3.4.3.5 Cleavage 112 3.4.3.6 Embryo progression and embryo quality 112 3.4.4. Discussion 115 3.5. Gonadotrophin stimulation of marmoset oocyte maturation in vivo followed by fertilization and embryo development in vitro 119 3.5.1. Introduction 119 3.5.2. Materials and methods 122 3.5.2.1. Animals 122 3.5.2.2. Hormonal stimulation 122 3.5.2.3. Media and gas environment 123 3.5.3 Results and Interpretation 124 3.5.3.1. Stimulation Protocol 1 124 3.5.3.2. Stimulation Protocol 2 128 3.5.3.3. Stimulation Protocol 3 129 3.5.3.4. hCG triggering - timed in vivo maturation of natural cycle oocytes 132 3.5.3.5. IVM group 134 3.5.4. Discussion 138 3.6. Oocyte quality 142 3.6.1. Animal variability 143 3.6.1.1 Introduction 143 3.6.1.2 Materials and Methods 144 3.6.1.3 Results 145 3.6.1.3.1. Colony data analysis 145 3.6.1.3.1.1. Relation of body weight and age to litter size 145 3.6.1.3.1.2. Interbirth interval as an index of quality of reproductive function 146 3.6.1.3.1.3. Stillbirth as an indicator of dysfunctional reproduction 149 3.6.1.3.2. Analysis of experimental animals and the in vitro results generated from them 149 3.6.1.3.2.1. Number of recovered immature COC’s 149 3.6.1.3.2.2. Oocyte degeneration 152 3.6.1.3.2.3. Embryo production 154 3.6.1.3.2.4. Hormone levels as indicators of ovary state and reproductive function 156 3.6.1.4 Discussion 159 3.6.2. In vivo enrofloxacin treatment of marmoset affects oocyte quality 163 3.6.2.1 Introduction 163 3.6.2.2 Materials and methods 165 3.6.2.2.1. Animals and experimental design 165 3.6.2.2.2. Media and gas environment 166 3.6.2.3 Results 167 3.6.2.3.1. COCs’ harvest and cumulus expansion after IVM 167 3.6.2.3.2. Oocyte maturation and degeneration 168 3.6.2.3.3. Fertilization 168 3.6.2.3.4. Cleavage 169 3.6.2.3.5. Spindle shape 169 3.6.2.3.6. Ovarian histology and hormone data 173 3.6.2.3.7. Follicle atresia 175 3.6.2.4 Discussion 177 4\. GENERAL OVERVIEW AND DISCUSSION; VIEWS TO FUTURE 180 5\. CONCLUSIONS 186 6\. REFERENCES 188 7\. ATTACHMENT 215 7.1. Abbreviations 215 7.1.1. General abbreviations 215 7.1.2. Experimental groups abbreviations 219 7.2. Figure index 220 7.3. Table index 226 7.4. Formula index 229 7.5. Computer programms applied 230 7.6. Manufacturer index 231 7.7. List of all animals used 233 7.8. Additional tables 235 Acknowledgements 240 Publications 241 Curriculum vitae 242The primary focus of the study was evaluation of the effects of physical (gas phase) and biochemical (medium compounds) variables on in vitro maturation (IVM) and in vitro fertilization (IVF) of oocytes from common marmoset (Callithrix jacchus), with the impact on embryo production and quality. Cumulus oocyte complexes (COC’s) were collected from mainly small and medium sized antral follicles of naturally cycling young adult females in mid to late follicular phase. The COC’s were matured in vitro under a range of conditions, and fertilized in vitro using naturally ejaculated washed sperm. Embryo development was carried out under standardized conditions following the protocol established by Gilchrist et al. (1997). As a control, IVF and embryo culture of in vivo matured oocytes was performed. The study focused primarily on optimization of IVM conditions for marmoset monkey oocytes and evaluation of the effect of factors which have been shown to be important for other species. Epidermal growth factor (EGF) was tested using a fixed concentration (10 ng/ml), in the presence of one or the other of 2 gonadotrophin concentrations during IVM. Human follicle-stimulating hormone (hFSH) and human chorionic gonadotrophin (hCG) were used in 1:1 ratio in either low (1 IU/ml) or high (10 IU/ml) concentration. The control groups consisted of the 2 gonadotrophin concentrations without EGF. The effects of EGF were highly dependant on concentration of gonadotrophins. EGF had a negative effect on oocytes in the presence of low gonadotrophins (increased oocyte degeneration and decreased first cleavage rate), but contrastingly, partially protected oocytes from the negative effects of high gonadotrophins. These observed negative effects of EGF may suggest an overdose of this growth factor under the conditions tested. Alternatively, it can be related to steroidogenesis- inhibiting action of EGF or result from its specific action on COC’s from small antral follicles. Further, the effect of 17ß-estradiol (E2) in IVM medium was evaluated. Three concentrations 0.1, 1 and 10 μg/ml E2 were compared with control where no E2 was added. A positive dose-dependent effect of E2 on cumulus expansion was observed. Addition of E2 significantly improved oocyte maturation (MII), and cleavage rates. The highest rates were observed in the presence of 0.1 μg/ml E2, whereas 10 μg/ml displayed features of overdose. This was evidenced by: a significantly higher degeneration rate, lower rate of apparently normal spindle shape in arrested oocytes and absence of embryo progression. Finally, the physical parameter, O2 concentration in a gas phase of incubator, during IVM (20 or 8% O2) and IVF (20 or 5%) was investigated in different combinations. High (20%) O2 was shown to be optimal for IVM, due to its positive effect on cumulus expansion, oocyte maturation, and embryo development, while low (5%) O2 was to be preferred over 20% for IVF, based on a trend for better embryo morphology and rates of progression. In summary, optimised environment for embryo production from immature oocytes included following conditions: IVM medium included 1 IU/ml hFSH, 1 IU/ml hCG, 0.1 μg/ml E2 and no EGF. Optimal gas conditions were: 5% CO2 in air for IVM and 5% O2, 5% CO2 and 90% N2 for IVF. Under these conditions about 53% of the recovered immature oocytes completed maturation in vitro (i.e. about 22 MII oocyte per animal), 61% of these fertilized and 57% cleaved. Fourteen percent of the cleaved embryos reached morula and 7% initiated blastocoele formation. As a control for IVM studies, in vivo matured oocytes were produced by timed injection of 75 IU hCG applied to naturally cycling young females. The purpose was firstly to determine the innate quality of the in vivo matured oocytes from dominant follicles in our population of marmosets, without the complication of individually variable response to ovarian stimulation. Secondly the capacity of the standard IVF and embryo media used in the IVM experiments to support development to blastocyst was verified. The mean number of good quality, fully expanded COC’s aspirated from preovulatory follicles was 1.4 per animal (varying from 0 to 3). In total 17 mature oocytes were collected in 13 cycles; 59% of these fertilized, and of these 100% cleaved. Of the cleaved embryos 60% progressed to compacted morula between embryo days 6 and 7, and 30% - to early blastocyst. This result is very close to those commonly seen with human IVF, except much longer period of marmoset embryo progression towards blastocyst compared with human (9 vs. 5 days respectively). The difference in the results obtained for in vivo vs. in vitro matured oocytes, is likely to be provided by a combination of the oocyte origin (dominant/non-dominant follicles) and of the adverse effects of the IVM. Finally, because of the high degree of individual variability observed during the study, the last part of the dissertation work was focused on the analysis of factors, determining oocyte quality in marmoset monkey. First, analysis of physiological (internal) factors, predicting embryo production both in vivo and in vitro has been carried out, using birth history in marmoset colony, hormone measurements data and culture outcome. Briefly, higher embryo production was observed by younger animals with moderate body weight (370-470 g), lower blood progesterone level, and originated from mothers, who had lower litter size and shorter interbirth intervals as an indicator of normal ovarian function. Second, impact of the external factors on reproductive function was shown in terms of retrospective analysis of in vivo treatment of female marmosets with broad-spectrum fluoroquinolone antibiotic enrofloxacin. This antibiotic is used as a routine treatment against haemolytic E.coli, the major causal agent of the recurring problem of bloody diarrhea in our colony. To date, there is no published information on the possible effects of this antibiotic on the female reproductive function, in particular folliculo- and gametogenesis. The present study shows that enrofloxacin impairs follicle development, affecting primary/secondary follicles, presumably by inhibition of cumulus cell cleavage. The effect of enrofloxacin became most apparent about 7 weeks post treatment and was evident by: low number of COC’s recovered and drastically reduced fertilization and cleavage. In conclusion, the present dissertation work demonstrates an improved functioning system for in vitro embryo production from both in vivo and in vitro matured oocytes of marmoset monkey. It further emphasises differences in the initial oocyte quality and their effect on experimental outcome, indicating necessity of a thorough and systematic improvement in the husbandry in order to maintain experimental animals’ health to encourage more effective use of marmoset monkey in reproductive research.Schwerpunkt dieser Studie war die Evaluierung von Einflüssen von physikalischen (Gasphase) und biochemischen (Mediumzusätze) Faktoren auf in vitro Reifung (IVM) und in vitro Befruchtung (IVF) der Eizellen von Weißbüschelaffen (Callithrix jacchus), mit Auswirkung auf Embryoproduktion und -qualität. Kumulus-Oozyten-Komplexe (KOK) wurden aus meist kleinen und mittelgroßen Graaf’schen Follikeln von jungen erwachsenen Weibchen mit natürlichem Zyklus in der mittleren bis späten follikulären Phase gewonnen. Die KOK wurden in vitro unter einer Reihe von unterschiedlichen Bedingungen gereift und in vitro mit natürlich ejakulierten, gewaschenen Spermien befruchtet. Die Embryonenentwicklung wurde unter standardisierten Bedingungen durchgeführt, den Protokollen von Gilchrist et al (2007) folgend. Als Kontrolle wurde IVF und Embryonenkultur von in vivo gereifen Oozyten durchgeführt. Die Studie konzentrierte sich hauptsächlich auf Optimierung von IVM-Bedingungen für Weißbüschelaffenoozyten sowie Beurteilung des Einflusses von Faktoren, die als wichtig bei anderen Spezies beschrieben sind. Der Einfluss von epidermalem Wachstumsfaktor (EGF) in einer Standardkonzentration von 10 ng/ml wurde mit je einer der beiden Gonadotropinkonzentrationen während der IVM getestet. Humanes Follikelstimulierendes Hormon (hFSH) und humanes Choriongonadotropin (hCG) wurden im Verhältnis 1:1 entweder in niedriger (1 IU/ml) oder hoher (10 IU/ml) Konzentration anwendet. Als Kontrolle dienten die zwei Gruppen mit den beiden Konzentrationen von Gonadotrophin ohne EGF. Die Effekte des EGF hingen stark von den Konzentrationen der Gonadotropine ab. Zusammen mit niedriger Gonadotropinkonzentration hatte EGF einen negativen Effekt auf die Eizellen (erhöhte Degeneration und verminderte Rate der ersten Furchung); dagegen schützte EGF teilweise die Oozyten bei hoher Gonadotropinkonzentration. Diese beobachteten negativen Effekte von EGF können eine Überdosierung des Wachsturmfaktors unter den getesteten Bedingungen bedeuten. Andererseits können diese auch mit der Steroid-inhibierenden Wirkung des EGF im Zusammenhang stehen oder sind Ergebnis spezifischer Einwirkung von EGF auf KOK kleiner Graaf’scher Follikel. Weiter, der Einfluss durch 17ß- Oestradiol (E2)-Zugabe ins IVM-Medium wurde evaluiert. Dabei wurden drei Konzentrationen von E2 von 0.1, 1 und 10 μg/ml mit einer Kontrollgruppe (kein E2) verglichen. Ein positiver, dosis-abhängender Effekt von E2 auf die Kumulusexpansion wurde beobachtet. Die E2-Zugabe verbesserte die Eizellenreifung (MII) und Embryofurchung mit den höchsten Raten unter 0.1 μg/ml E2. Bei einer Konzentration von 10 μg/ml zeigten sich Überdosierungsanzeichen in Form von signifikant höherer Degenerationsrate, niedrigerer Rate an anscheinend normalen Spindelformen in gestoppten Eizellen und fehlender Embryoprogression. Schließlich wurde ein physikalische Parameter, die O2-Konzentration in der Gasatmosphäre des Brutschranks, während IVM (20 oder 8% O2) und IVF (20 oder 5%) in verschiedenen Kombinationen untersucht. Die höhere (20%) O2 -Konzentration ist danach optimal für IVM dank des positiven Einflusses auf die Kumulusexpansion, Eizellenreifung und Embryoentwicklung, während für IVF die niedrigere (5%) O2 -Konzentration der höheren (20%) O2 -Konzentration überlegen war, was anhand eines Trends zur besseren Embryomorphologie und Progressionsrate zu sehen war. Zusammengefasst, optimierte Umgebung zur Embryoproduktion aus ungereiften Oozyten bestand aus folgenden Bedingungen: IVM Medium beinhaltend 1 IU/ml hFSH, 1 IU/ml hCG, 0.1 μg/ml E2 und kein EGF. Optimale Gasgemischbedingungen waren: 5% CO2 in normaler Luft für IVM und 5% O2, 5% CO2 und 90% N2 für IVF. Diese Bedingungen ermöglichten komplette in vitro Reifung in 53% der gewonnenen, ungereiften Oozyten (ca. 22 MII Oozyten pro Tier). Einundsechzig Prozent davon wurden befruchtet und 57% teilten sich. Vierzehn Prozent der Embryonen erreichten das Morula-Stadium, und 7% entwickelten sich weiter ins Blastozytenstadium. Als Kontrolle zu den IVM Versuchen wurden in vivo gereifte Oozyten herangezogen, deren Reifung durch zeitlich abgepasste Injektion von 75 IU hCG an junge Weibchen mit natürlichem Zyklus induziert wurden. Das Ziel war, erstens, die natürliche Qualität von in vivo gereiften Oozyten aus den dominanten Follikeln in unserer Weißbüschelaffenpopulation zu bestimmen, ohne den Störfaktor der individuellen variablen Rückmeldung auf die ovarielle Stiumulation. Zweitens wurde die Fähigkeit von in IVM Versuchen benutzten IVF- und Embryostandardmedien die Embryoentwicklung zum Blastozystenstadium zu unterstützen, verifiziert. Durchschnittlich wurden 1,4 voll-expandierte KOK von guter Qualität pro Tier gesehen, entwickelt aus aspirierten Tertiärfollikeln (Variation von 0 bis 3 KOK/Tier). Insgesamt wurden 17 reife Eizellen aus 13 Zyklen gewonnen, 59% davon befruchtet, und alle befruchtete haben sich geteilt. Sechzig Prozent aller Embryonen entwickelten sich in 6 bis 7 Embryonaltagen bis zum Morulastadium und 30% bis zum frühen Blastozystenstadium. Dieses Ergebnis ist sehr ähnlich zu denen von humaner IVF mit Ausnahme des viel längeren Zeitraums der Weiterentwicklung von Embryonen des Weißbüschelaffen zum Blastozystenstadium im Vergleich zu humaner Embryonen (9 vs. 5 Tage entsprechend). Der Unterschied zwischen in vivo und in vitro Ergebnissen entsteht wahrscheinlich durch die Kombination der Faktoren der Oozytenquelle (dominante/ nicht dominante Follikel) und Nachteilen der IVM. Schließlich, infolge des hohen Grades von individueller Variabilität, die während der Studie beobachtet wurde, handelt der letzte Teil der Dissertationsarbeit von Analysen von Faktoren, die die Oozytenqualität in Weißbüschelaffen beeinflussen. Zuerst wurde die Analyse von physiologischen (inneren) Faktoren, welche die Embryoproduktion in vivo sowie in vitro voraussagen können, durchgeführt. Dafür wurden Geburtenbücher und -protokolle unserer Affenkolonie herangezogen, sowie Hormonwerte und Ergebnisse der in vitro Versuche. In Kürze, eine höhere Embryoproduktion wurde bei jüngeren Tieren mit moderatem Gewicht (370-470 g) und niedrigerem Blut- Progesteron Spiegel beobachtet, die von Mütter stammten, welche kleinere Wurfgrößen und kürzere Zeitabstande zwischen zwei Geburten hatten, die als Indikatoren für normale Ovarfunktion gelten. Weiter wurde der Einfluss von externen Faktoren auf die reproduktive Funktion aufgezeigt durch retrospektive Analyse von in vivo Behandlungen von weiblichen Weißbüschelaffen mit einem Breitbandantibiotikum Enrofloxacin. Dieses Antibiotikum wird routinemäßig zur Behandlung gegen E.coli, den Hauptverursacher von rezidivierenden blutigen Durchfällen in unsere Kolonie, verwendet. Bis jetzt wurde nach unserer Kenntnis noch nie über mögliche Effekte des Antibiotikums auf das weibliche Reproduktionssystem, in Besonderem auf die Follikulo- und Gametogenese publiziert. Die vorliegende Studie zeigt, dass Enrofloxacin die Follikelentwicklung unterdrückt, wobei es auf Primär-/Sekundärfollikel einwirkt, vermutlich durch die Unterdrückung der Kumuluszellteilung. Der Enrofloxacin¬-Einfluss wurde am deutlichsten ca. 7 Wochen nach der Behandlung und zeigte sich durch niedrige Anzahlen an gewonnen KOK und drastisch reduzierten Befruchtungs- und Furchungsraten. Zusammengefasst zeigt die vorliegende Dissertationsarbeit ein optimiertes, funktionierendes System zur in vitro Embryoproduktion aus in vivo sowie in vitro gereiften Oozyten von Weißbüschelaffen. Dies hebt die Unterschiede in initialer Oozytenqualität und deren Einfluss auf Erfolg des Versuches hervor, hinweisend auf die Notwendigkeit durch sorgfältige Haltung die Gesundheit der Versuchstiere zu erhalten und zu ermutigen die Weißbüschelaffen effektiver in der reproduktiven Forschung einzusetzen

    Variations on the Author

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    “Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
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