Thesis (M.Sc.)-Cairo University, 2023.

Bibliography: pages 119-169.

The objective of the present study was to investigate the effects of relevant heat shock on the nuclear maturation of Egyptian buffalo oocytes, the mitochondrial activity and the expression of some candidate genes during in vitro maturation (IVM) in a co-culture system with granulosa cells (GCs).
Good quality cumulus-oocyte-complexes (COCs) (n=1850) were collected from ovaries (n=400) of slaughtered buffalo. COCs were randomly assigned into (5) groups: (Control) no heat shock (HS) at 38.5oC, (Short heat stress) HS at 40.5oC for first 2 h of IVM, (Long heat stress) HS at 40.5oC for first 6 h of IVM, (Short HST+GC) HS at 40.5oC for first 2 h of IVM with GCs, and (Long HST+GC) HS at 40.5oC for first 6 h of IVM with GCs. After those periods, COCs were incubated to continue their maturation for 24 h at 38.5oC.
In the 1st experiment, the expansion rate and the nuclear maturation of COCs of various groups were examined, to monitor the effect of the HS trials on them. In the 2nd experiment, HS effect on the mitochondrial activity of COCs of various groups, in addition to GCs of co-culture groups, was investigated. The 3rd experiment was dedicated to study the HS effect on the transcription profile of selected target genes (HSF1, HSF2, HSP90, HSP70, NRF2, SOD2, TFAM, CCNB1, StAR, TNFAIP6, PTX3, HAS2, P53, BAX, BCL2). In the 4th experiment, HS effect was monitored on hormones’ biosynthesis by GCs in the co-culture groups during IVM.
The results indicated a significant decline (P ≤ 0.05) in oocytes’ nuclear maturation in all heat stressed groups except for Short HST+GC. There was a significant increase (P ≤ 0.05) in HSF1, HSF2, and HSP90 expression in COCs of Short and Long heat stress groups. Expression of HSF1, HSF2, HSP70, HSP90 genes showed a significant increase (P ≤ 0.05) in CCs of Short and Long heat stress groups. TFAM was significantly decreased (P ≤ 0.05) in COCs of heat stressed groups; associated with significant reduction (P ≤ 0.05) in BCL2 expression. BAX and P53 expression showed a significant increase (P ≤ 0.05) in COCs of heat stressed groups, except for those of Short HST+GC; coupled with significant decline (P ≤ 0.05) in CCNB1 in oocytes of the previous groups as previously mentioned. TNFAIP6, PTX3 and HAS2 showed no significant difference (P ≤ 0.05) in their expression in CCs in all experimental groups, except for CCs of Long heat stress group in which TNFAIP6 and HAS2 were significantly declined (P ≤ 0.05). Expression of the four previous heat shock genes were significantly increased (P ≤ 0.05) in GCs of Short and Long HST+GC. In addition, StAR gene was significantly downregulated (P ≤ 0.05) in GCs of Long HST+GC; this downregulation reflected on secretion of P4 and E2 by reduction in their biosynthesis.

إن أهداف الدراسة الحالية هى التحقيق فى تأثيرات الصدمة الحرارية على الإنضاج النووى لبويضات الجاموس المصرى، و نشاط الميتوكوندريا، و التعبير الجينى لبعض الجينات المختارة فى عملية الإنضاج المعملى داخل و خارج نظام زراعة الخلايا المشتركة مع الخلايا الحبيبية. تم تجميع البويضات الكاملة (مُعقدات الخلايا الركامية مع البويضات (COCsذات الجودة العالية، وعددها 1850 بويضة كاملة، من مبايض الجاموس المذبوح فى المجازر، و عددهم 400 مبيض، بعد التأكد من دوريتها. و تم توزيع البويضات الكاملة بشكل عشوائى إلى 5 مجموعات رئيسية: (Control)تم تحضينها على درجة الحرارة المُثلى 38.5 درجة مئوية، (Short heat stress) تم تعريضها لمعاملة الإجهاد الحرارى على درجة حرارة 40.5 درجة مئوية فى الساعتين الأوليين لعملية الإنضاج المعملى، (Long heat stress) تم تعريضها لمعاملة الإجهاد الحرارى على درجة حرارة 40.5 درجة مئوية فى الستة ساعات الأولي لعملية الإنضاج المعملى، (Short HST+GC) تم تعريضها لمعاملة الإجهاد الحرارى على درجة حرارة 40.5 درجة مئوية فى الساعتين الأوليين لعملية الإنضاج المعملى فى وجود الخلايا الحبيبية، و أخيرا Long HST+GC)) تم تعريضها لمعاملة الإجهاد الحرارى على درجة حرارة 40.5 درجة مئوية فى الستة ساعات الأولي لعملية الإنضاج المعملى فى وجود الخلايا الحبيبية.
فى التجربة الأولى، تم قياس تأثير الصدمة الحرارية على إنضاج البويضات من جهة معدل تمدد الخلايا الركامية و الإنضاج النووى. و فى التجربة الثانية تم دراسة تأثير الصدمة الحرارية على نشاط الميتوكوندريا فى البويضات فى كل المجموعات، بلإضافة لدراسة تأثيرها على الخلايا الحبيبية فى المجموعات الثلاث الأخيرة. و خُصصت التجربة الثالثة لدراسة النشاط النسخى لبعض الجينات المُستهدَفة فى للبويضات و الخلايا الركامية و الخلايا الحبيبية. و هذه الجينات هى (HSF1, HSF2, HSP90, HSP70 NRF2, SOD2, TFAM, CCNB1, StAR, TNFAIP6, PTX3, HAS2, P53, BAX, BCL2). أما التجربة الرابعة، فهى تركز على دراسة تأثير الصدمة الحرارية على إنتاج الهرمونات من الخلايا الحبيبية فى نظام زراعة الخلايا المشتركة مع البويضات الكاملة وقت الإنضاج المعملى.
خلُصت النتائج إلى أن الصدمة الحرارية أثرت معونيا بالإنخفاض (P ≤ 0.05) على الإنضاج النووى للبويضات فى مجاميع الإجهاد الحرارى فيما عدا مجموعة Short HST+GC. إزداد النشاط النسخى معنويا (P ≤ 0.05) للجينات HSF1, HSF2, HSP90 فى البويضات الكاملة للمجموعتين Short heat stress و Long heat stress. و قد شهد التعبير النسخى للجينات HSF1, HSF2, HSP70, HSP90 ارتفاعا معنويا (P ≤ 0.05) فى الخلايا الركامية للمجموعتين Short heat stress و Long heat stress. حدث إنخفاضا معنويا (P ≤ 0.05) للتعبير الخاص بالجين TFAM فى البويضات الكاملة لكل مجاميع الإجهاد الحرارى، مصاحبا لإنخفاض معنوى (P ≤ 0.05) فى التعبير الخاص بالجين BCL2 معنويا فى مجموعات الإجهاد الحرارى. و أظهر التعبير الخاص بالجينين BAX و P53 إزديادا معنويا (P ≤ 0.05) فى البويضات الكاملة لمجاميع الإجهاد الحرارى، باستثناء البويضات الكاملة للمجموعة Short HST+GC، صاحبه إنخفاضا معنويا (P ≤ 0.05) فى تعبير الجين المسئول عن دورة حياة الخلية CCNB1 بنفس النمط السالف ذكره. لم يشهد التعبير الجينى للجينات الخاصة بتمدد الخلايا الركامية، TNFAIP6 و PTX3 و HAS2، أى تغير معنوى (P ≤ 0.05) فى مجموعات الإجهاد الحرارى، باستثناء أن تعبير الجينين TNFAIP6 و HAS2 شهدا إنخفاضا معنويا (P ≤ 0.05) فى الخلايا الركامية لمجموعة Long heat stress. أرتفع معدل النشاط النسخى لجينات الصدمة الحرارية الأربعة معنويا (P ≤ 0.05) فى الخلايا الحبيبية فى مجموعتىShort HST+GC و Long HST+GC. بالإضافة إلى ذلك، أنخفض النشاط النسخى للجين StAR معنويا (P ≤ 0.05) فى الخلايا الحبيبية الخاصة بالمجموعة Long HST+GC، مما أنعكس على إنخفاض نشاط الخلايا معنويا (P ≤ 0.05) فى كمية تخليق هرمونى البروجستيرون و الإستروجين.

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.