Luận án nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của kỹ thuật siêu âm hút tế bào trứng bò để tạo phôi trong ống nghiệm

Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả kỹ thuật siêu âm hút tế bào trứng bò trong tạo phôi ống nghiệm. Tìm hiểu và ứng dụng.

• Trường học: Viện Chăn Nuôi
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Chăn Nuôi
• Đề tài: Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Hiệu Quả Kỹ Thuật Siêu Âm Hút Tế Bào Trứng Bò Trong Tạo Phôi Ống Nghiệm
• Loại tài liệu: luận án
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Mục đích nghiên cứu
• 0.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 0.3. Những đóng góp mới của luận án về học thuật và lý luận
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC
• 1.1. Tế bào trứng
• 1.1.1. Sự hình thành tế bào mầm nguyên thủy
• 1.1.2. Sự phát triển của tế bào mầm nguyên thủy thành túi noãn
• 1.1.3. Sự phát triển của túi noãn thành tế bào trứng
• 1.1.4. Sự hình thành nang trứng nguyên thủy
• 1.1.4.1. Sự phát triển của nang trứng
• 1.1.4.2. Chức năng của nang trứng
• 1.1.4.3. Sự hình thành sóng nang
• 1.1.5. Cơ chế điều khiển của hormone đến sự phát triển nang trứng
• 1.1.5.1. Vai trò của FSH
• 1.1.6. Thu tế bào trứng
• 1.1.6.1. Thu tế bào trứng từ buồng trứng lò mổ
• 1.1.6.2. Thu tế bào trứng từ bò sống
• 1.1.6.3. Một số yếu tố ảnh hưởng đến số lượng, chất lượng tế bào trứng và kết quả tạo phôi in vitro khi siêu âm hút tế bào trứng
• 1.1.7. Nuôi tế bào trứng in vitro
• 1.1.7.1. Nuôi thành thục tế bào trứng in vitro
• 1.1.7.2. Một số yếu tố ảnh hưởng đến kết quả nuôi thành thục tế bào trứng
• 1.1.8. Tạo phôi in vitro
• 1.1.8.1. Thụ tinh in vitro
• 1.1.8.2. Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thụ tinh của tế bào trứng
• 1.1.9. Nuôi phôi in vitro
• 1.1.9.1. Môi trường nuôi phôi
• 1.1.9.2. Một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của phôi
• 1.1.9.3. Ảnh hưởng của kỹ thuật siêu âm hút tế bào trứng đến kết quả nuôi thành thục, thụ tinh và tạo phôi in vitro
• 1.2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu
• 1.2.1. Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu
• 1.2.2. Nội dung nghiên cứu
• 1.2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 1.2.4. Thời gian và địa điểm nghiên cứu
• 1.3. Kết quả và thảo luận
• 1.3.1. Ảnh hưởng của áp lực hút
• 1.3.2. Ảnh hưởng của tần suất siêu âm hút tế bào trứng
• 1.3.3. Ảnh hưởng của kích thước nang trứng
• 1.3.4. Ảnh hưởng của pha nang trứng phát triển và pha nang trứng trội
• 1.3.5. Ảnh hưởng của liều lượng FSH
• 1.3.6. Ảnh hưởng của giống bò
• 1.3.7. Ảnh hưởng của tuổi bò cho tế bào trứng
• 1.3.8. Ảnh hưởng của mùa vụ
• 1.4. Kết luận và đề nghị
• CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về kỹ thuật siêu âm hút tế bào trứng

Kỹ thuật siêu âm hút tế bào trứng bò đã trở thành một phương pháp quan trọng trong việc tạo phôi ống nghiệm. Kỹ thuật này cho phép thu thập tế bào trứng từ bò sống mà không cần phải giết mổ, từ đó nâng cao hiệu quả trong việc sản xuất phôi. Theo nghiên cứu, kỹ thuật này không chỉ giúp tăng số lượng tế bào trứng mà còn cải thiện chất lượng tế bào trứng thu được. Việc áp dụng kỹ thuật siêu âm trong y học thú y đã mở ra nhiều cơ hội mới cho việc nghiên cứu và phát triển công nghệ sinh sản. Đặc biệt, kỹ thuật này cho phép thu tế bào trứng từ nhiều loại bò khác nhau, bao gồm bò đang mang thai, mà không làm ảnh hưởng đến sức khỏe của chúng. Điều này có ý nghĩa lớn trong việc bảo tồn và phát triển giống bò có giá trị di truyền cao.

1.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả kỹ thuật

Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của kỹ thuật siêu âm hút tế bào trứng. Trong đó, áp lực hút, tần suất siêu âm, kích thước nang trứng và giai đoạn phát triển của nang trứng là những yếu tố quan trọng. Nghiên cứu cho thấy rằng áp lực hút quá cao có thể làm giảm chất lượng tế bào trứng, trong khi tần suất siêu âm hợp lý có thể tối ưu hóa số lượng tế bào trứng thu được. Kích thước nang trứng cũng đóng vai trò quan trọng, với những nang lớn thường cho ra tế bào trứng có chất lượng tốt hơn. Việc hiểu rõ các yếu tố này sẽ giúp cải thiện quy trình thu tế bào trứng và tăng cường hiệu quả của kỹ thuật tạo phôi ống nghiệm.

II. Ảnh hưởng của hormone đến quá trình thu tế bào trứng

Hormone như FSH (Follicle Stimulating Hormone) có vai trò quan trọng trong việc kích thích sự phát triển của nang trứng và tăng cường chất lượng tế bào trứng. Việc sử dụng FSH trước khi thực hiện siêu âm hút tế bào trứng đã được chứng minh là làm tăng số lượng nang trứng có kích thước từ 2 mm trở lên. Điều này không chỉ giúp tăng số lượng tế bào trứng thu được mà còn cải thiện khả năng thụ tinh và phát triển của phôi. Nghiên cứu cho thấy rằng việc điều chỉnh liều lượng FSH có thể tối ưu hóa quy trình thu tế bào trứng, từ đó nâng cao hiệu quả của kỹ thuật tạo phôi ống nghiệm.

2.1. Tác động của FSH đến chất lượng tế bào trứng

FSH không chỉ kích thích sự phát triển của nang trứng mà còn ảnh hưởng đến chất lượng tế bào trứng. Nghiên cứu cho thấy rằng tế bào trứng thu được từ những nang trứng được kích thích bởi FSH có khả năng thụ tinh và phát triển tốt hơn. Điều này có thể được giải thích bởi sự gia tăng hoạt động của các tế bào hạt và sự chuyển hóa của nang trứng. Việc sử dụng FSH trong quy trình thu tế bào trứng đã mở ra hướng đi mới cho việc nâng cao chất lượng phôi trong ống nghiệm, từ đó góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành chăn nuôi bò sữa.

III. Ứng dụng thực tiễn của kỹ thuật siêu âm hút tế bào trứng

Kỹ thuật siêu âm hút tế bào trứng không chỉ có giá trị trong nghiên cứu mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn trong sản xuất nông nghiệp. Việc thu tế bào trứng từ bò sống giúp giảm chi phí sản xuất phôi, đồng thời tăng cường khả năng sinh sản của bò cái có giá trị di truyền cao. Kỹ thuật này cho phép tạo ra nhiều phôi và bê từ một cá thể bò mẹ, từ đó nâng cao hiệu quả kinh tế cho người chăn nuôi. Hơn nữa, kỹ thuật này còn hỗ trợ trong việc bảo tồn nguồn gen và nghiên cứu các công nghệ sinh sản tiên tiến như cloning và chuyển gen.

3.1. Tác động đến ngành chăn nuôi

Việc áp dụng kỹ thuật siêu âm hút tế bào trứng đã tạo ra một bước ngoặt trong ngành chăn nuôi bò sữa. Kỹ thuật này không chỉ giúp tăng số lượng phôi mà còn cải thiện chất lượng phôi, từ đó nâng cao năng suất và chất lượng sữa. Các nghiên cứu cho thấy rằng bò cái được thu tế bào trứng bằng kỹ thuật này có khả năng sinh sản tốt hơn và cho ra đời nhiều bê khỏe mạnh. Điều này không chỉ giúp tăng cường hiệu quả sản xuất mà còn góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành chăn nuôi.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Buồng trứng Buồng trứng bò được hình thành khi các gò tuyến sinh dục phát triển do có sự dày lên của khoang biểu mô ở mặt giữa của trung thận (Dyce và cs., 1966) và tạo sự liên kết với các mô trung thận bởi rất nhiều tế bào được gọi là màng sợi giới tính nguyên thủy (Byskov và Hoyer, 1994). Ở gò tuyến sinh dục, túi noãn hoàng được bao quanh bởi các sợi tế bào mầm (ovigerous) và được hình thành do có sự bao bọc xung quanh bởi các sợi tế bào mầm, tạo nên một tổ hợp bao gồm tế bào biểu mô, túi noãn. Các tế bào biểu mô hay các tế bào soma là các tế bào có nguồn gốc từ khoang biểu mô, có hình lập phương hay nhân tế bào hình cầu và là tiền thân của các tế bào nang trứng (Hirshfield và Desanti, 1995).

Trung mô hay tế bào cơ chất là tế bào có nguồn gốc từ sự phân tầng phần mặt ngoài trung thận, nhân kéo dài ra và có sự xuất hiện của các nguyên bào sợi và làm cho các tế bào mô vỏ (theca cells) tăng lên. Ở phần cơ sở, các sợi tế bào mầm được liên kết với nhau bởi mô trung thận và ở bề mặt chúng được liên kết với biểu mô sinh dục. Ở bò gò tuyến sinh dục được biến đổi thành buồng trứng ở ngày thứ 40 của bào thai. Với sự phân rã của các sợi tế bào nguyên thủy, buồng trứng phân ra thành phần vỏ và phần tủy (Erickson, 1966a).

Buồng trứng bò là cơ quan sinh sản của gia súc cái, sản sinh ra tế bào trứng và các hormone sinh sản của gia súc cái (oestrogen và progestins). Trong tự nhiên, số lượng tế bào trứng rụng, thụ thai và số con được sinh ra khác nhau giữa các loài, như: trâu, bò, ngựa,…mỗi chu kỳ động dục chỉ rụng một tế bào trứng, cá biệt có hai tế bào. Song dê, lợn,…mỗi chu kỳ động dục lại rụng nhiều tế bào trứng, số lượng tế bào trứng rụng ở lợn lên tới 25 tế bào. Buồng trứng bò được cấu tạo bao gồm miền tủy bên trong và miền vỏ bên ngoài, hai miền đó được cấu tạo bằng lớp mô liên kết sợi xốp.

Miền tủy có nhiều mạch máu, thần kinh và mô liên kết. Miền vỏ gồm các tế bào và các lớp mô có nhiệm vụ tạo ra tế bào trứng, xảy ra quá trình trứng chín, rụng trứng và tạo ra các hormone (Hình 1. Trong cơ thể, buồng trứng được treo ở cạnh trước dây chằng rộng, nằm trong xoang chậu. Ở bò chúng ta có thể xác định được bằng tay khi khám qua trực tràng.

Buồng trứng thường có hình ovan dẹt, song hình dáng và kích thước của buồng trứng sẽ bị thay đổi và biến dạng do sự phát triển của nang trứng và sự tồn tại của thể vàng. Kích thước của buồng trứng to hay nhỏ phụ thuộc rất nhiều vào giống, tuổi của bò. Kích thước bình quân của buồng trứng ở bò Lai Sind là 23,45 x 16,50 x 11,55 mm và ở bò sữa 35 x 25 x 15 mm (Bearden và Fuquay, 2000) và 4 x 2 x 1,5 cm (Dyce và cs. Buồng trứng được xem như một tuyến nội tiết của con cái, làm nhiệm vụ nuôi dưỡng cho trứng chín, tiết ra các hormone sinh dục, tác động đến chức năng của tử cung và làm thay đổi tính biệt giữa con đực và con cái.

Khi buồng trứng có các nang trứng thành thục, các tế bào hạt trong biểu mô nang trứng tiết ra nhiều oestrogen, oestrogen có chức năng tới đặc tính sinh dục thứ cấp của gia súc cái làm âm đạo tiết ra nhiều dịch nhầy, âm hộ xung huyết đỏ, sừng tử cung và ống dẫn trứng dinh dưỡng được tăng cường, tuyến vú phát triển, vỏ não hưng phấn con vật xuất hiện động dục. Đồng thời tiết ra hormone progesterone từ thể vàng đi vào máu sau khi rụng trứng, có tác dụng kích thích niêm mạc tử cung, tăng cường dinh dưỡng, màng nhầy phát triển để trứng được thụ tinh về nơi làm tổ, đồng thời còn tác dụng tới tế bào biểu mô màng nhầy tử cung tiết ra nhiều glycogen và các chất dinh dưỡng nuôi phôi, giúp phôi bám chặt vào thành tử cung và phát triển. Progesterone còn ức chế nang trứng chín trên buồng trứng, thông qua sự ức chế của FSH ức chế cơ trơn tử cung làm giảm co bóp, giảm hormone thùy sau tuyến yên làm cho tử cung yên tĩnh trong thời gian mang thai. Ngoài ra progesterone còn kích thích tuyến vú phát triển.

Lớp ngoài cùng của miền vỏ buồng trứng là biểu mô bề mặt. Ngay bên dưới biểu mổ bề mặt là một lớp mỏng, dày đặc các mô liên kết, phía dưới lớp mô dày đặc là nhu mô có chứa nang trứng và các tế bào phân tiết hormone buồng trứng. Sự hình thành của chức năng buồng trứng phụ thuộc vào: Giai đoạn đầu của phân bào giảm nhiễm, quá trình hình thành nang trứng và sự khác nhau của các tế bào sản sinh steroid. Nang trứng Nang trứng nguyên thủy sắp rụng Nang trứng rụng Nang trứng Tế bào Đang phát triển trứng (Tertiary) Nang trứng thứ cấp Thể huyết Nang trứng thoái hóa Thể bạch Thể vàng Hình 1.

Cấu tạo của buồng trứng (Nguồn: Bearden và Fuquay, 2000) 1. Tế bào trứng 1. Sự hình thành tế bào mầm nguyên thủy Nguồn gốc của tế bào trứng là tế bào mầm nguyên thủy. Tế bào mầm nguyên thủy được hình thành từ nội bì của túi noãn hoàng ở thời kỳ phôi thai (Byskov và Hoyer, 1994; Senger, 1997).

Tế bào mầm nguyên thủy di chuyển theo kiểu amip từ biểu mô của túi noãn hoàng theo đường mặt lưng màng treo ruột của đoạn cuối ruột phôi và di chuyển đến các gò tuyến sinh dục (Senger, 1997) khi bào thai được 35 - 36 ngày tuổi ở bò (Erickson, 1966b). Các gò tuyến sinh dục là túi sinh dục chưa được phân hóa và được hình thành ở ngày thứ 32 của bào thai bò (Erickson, 1966b). Các yếu tố giúp cho tế bào mầm nguyên thủy di chuyển được đến gò tuyến sinh dục vẫn chưa được hiểu rõ ràng. Tuy nhiên khi nghiên cứu in vivo (French-Constant và cs., 1991) và nghiên cứu in vitro (Alvarez và Merchan, 1986) đều thấy có sự tham gia của fibronectin, fibronectin có mặt trên đường đi từ biểu mô của túi noãn hoàng đến gò tuyến sinh để tạo nên sự di chuyển của tế bào mầm nguyên thủy (French-Constant và cs.

Nghiên cứu in vitro trên chuột cho thấy rằng yếu tố sinh trưởng biến đổi β1 (Transforming growth factor β1) được tạo ra bởi tuyến sinh dục liên quan đến dãy hóa chất (Godin và Wylie, 1991), ảnh hưởng đến tế bào mầm nguyên thủy làm cho chúng di chuyển theo một phương hướng nhất định. Cũng nghiên cứu trên chuột (De Felici và Pesce, 1994) thấy rằng bộ giao tử (Kit Gland) cần thiết cho sự sống sót và sự phát triển của tế bào mầm nguyên thủy khi di chuyển (Kit Ligand cũng được gọi là yếu tố tế bào mầm hay yếu tố tế bào lớn). Kit Ligand kích thích lên mô xôma của phôi chuột dọc theo đường di chuyển của tế bào mầm và ở các gò tuyến sinh dục. Ảnh hưởng qua lại giữa tế bào mầm nguyên thủy và Kit Ligand thúc đẩy sự di chuyển của tế bào mầm nguyên thủy và tăng nhanh sự phát triển của tế bào mầm nguyên thủy thông qua quá trình ngăn chặn tế bào chết theo chương trình (De Felici và Pesce, 1994).

Sự phát triển của tế bào mầm nguyên thủy thành túi noãn Các tế bào mầm nguyên thủy trải qua một sự giới hạn về số lượng của các quá trình phân chia nguyên nhiễm khi đang di chuyển cũng như khi đến gò tuyến sinh dục (Russe, 1983; Smitz và Cortvrindt, 2002). Quá trình phân chia nguyên nhiễm xảy ra ở gò tuyến sinh dục thường xuyên hơn so với khi chúng đang trên đường di chuyển đến gò tuyến sinh dục. Ở bò có sự tăng lên đột ngột về số lượng phân chia nguyên nhiễm ở mỗi buồng trứng bắt đầu ở ngày thứ 60 của bào thai (304 lần gián phân/ngày so với 13 lần/ngày ở ngày thứ 50) (Erickson, 1966b). Ở thời kỳ này cường độ phân chia nguyên nhiễm rất mạnh.

Khi tế bào mầm nguyên thủy ngừng di chuyển và cố định vào gò tuyến sinh dục để phân chia thì chúng được gọi là túi noãn (Russe, 1983; Smitz và Cortvrindt, 2002). Có thể được phân biệt túi noãn với tế bào mầm nguyên thủy dựa vào mức độ tế bào, do túi noãn có nhiều cơ quan tế bào, đặc biệt là màng lưới nội chất và các ống có chứa các ty lạp thể. Các ty lạp thể có chứa ATP và các enzim liên quan đến các hoạt động của tế bào (Russe, 1983). Các tế bào mầm di chuyển đến gò tuyến sinh dục trong một khoảng thời gian nhất định, do vậy chúng được tìm thấy ở các chu kỳ nguyên nhiễm khác nhau trong các nhóm tế bào mầm phân chia.

Trong quá trình buồng trứng phát triển các tế bào mầm nguyên thủy di chuyển trước sẽ trưởng thành sớm hơn, các tế bào mầm nguyên thủy di chuyển đến muộn và nằm ở phần sâu của tuyến sinh dục phát triển. Phần ngoại vi của tế bào mầm nguyên thủy hoạt động như các tế bào gốc để tạo ra các túi noãn mới (Russe, 1983). Sự phát triển của túi noãn thành tế bào trứng Quá trình phân chia nguyên phân của túi noãn dừng lại vào khoảng ngày thứ 150 của bào thai, ấn định số lượng tế bào mầm của bò cái. Số lượng tế bào mầm giữa 2 buồng trứng phải và trái chỉ có sự khác nhau khoảng 10 %.

Ở bò, sự phân bào giảm nhiễm của túi noãn bắt đầu sau khi bào thai được 75 - 80 ngày tuổi, các tế bào mầm của túi noãn tăng lên sau khi bắt đầu quá trình phân bào giảm nhiễm và được xem như tế bào trứng sơ cấp (Byskov và Hoyer, 1994). Sự phân bào giảm nhiễm của tế bào trứng sơ cấp không tiếp tục vượt quá giai đoạn sợi dày của tiền kỳ phân bào I (Erickson, 1965). Ở giai đoạn sợi dày của tiền kỳ phân bào I, các nhiễm sắc thể tập hợp lại, được gói vào trong nhân tế bào trứng và được gọi là túi mầm. Các tế bào trứng tương đối sáng và dễ nhận biết vì có sự tăng lên về kích thước tế bào do tăng lên của tế bào chất và sự phồng lên của nhân (Russe, 1983).

Sự hình thành nang trứng nguyên thủy Sự hình thành nang trứng nguyên thủy được bắt đầu khi một lớp màng bao gồm các tế bào biểu mô dẹt tập hợp lại xung quanh tế bào trứng và bao bọc các tế bào trứng lại thành nang trứng nguyên thủy. Các tế bào trứng và các tế bào nang trứng phụ thuộc lẫn nhau.