Evaluation of normal morphology, DNA fragmentation, and hyaluronic acid binding ability of human spermatozoa after using 4 different commercial media for density gradient centrifugation

Abstract

목적: 보조생식술을 시행할 때 운동성이 좋은 정자를 선별하기 위한 방법으로 밀도 차 원심분리법이 사용된다. 본 연구에서는 네가지 밀도 차 원심분리 용액에 따른 정자 선별 능력에 차이가 있는지를 밝히기 위해 정상 모양 정자 선별, DNA 분절 감소, 하이알루론산 결합능 증가의 측면에서 각 용액을 비교하였다.

방법: 총 운동성 정자 수가 8천만 개 초과인 30명의 남성으로부터 정액을 기증받아 실험하였다. 각 대상자의 정액 샘플을 대조군 및 4개의 실험군으로 균등하게 나눈 다음, 각각의 실험군에 대하여4종의 상용화된 밀도 차 원심분리 용액(PureSperm®, PureCeption®, Sidney®, SpermGrad®)을 이용한 밀도 차 원심분리를 시행하였다. DNA 분절도는 Halosperm® 측정 키트를 이용하였고, 하이알루론산 결합능은 HBA® 측정 키트를 이용하였다.

결과: 네 가지 용액으로 정액을 처리하였을 때 정상 모양을 가진 정자의 비율은 네 용액 별로 각각10.3%, 9.9%, 9.8%, 10.7%였으며, 실험 전 정액 샘플의 평균치인 6.9%와 비교하여 유의하게 상승하는 소견을 보였다 (p <0.05). DNA 분절도는 PureSperm®, PureCeption®, SpermGrad® 용액을 이용하여 밀도 차 원심분리를 하였을 때 각각 6.0%, 6.5%, 4.9% 였으며, 실험 전 정액 샘플의 11.2%와 비교하여 유의하게 감소하였다 (p <0.05). 하지만 Sidney® 용액을 이용하여 처리하였을 때는 이러한 효과가 관찰되지 않았다 (8.5%, p >0.05). 하이알루론산 결합능은 네 용액으로 처리를 하였을 때 모두 유의한 차이를 보이지 않았다.

결론: 네 가지 원심분리 밀도 차 용액은 정상 모양을 가지는 정자를 선별하는 효과의 측면에서 대등한 효과를 나타내었다. 이 중 PureSperm®, PureCeption®, SpermGrad® 용액은 DNA 분절도가 낮은 정액을 선별하는데 있어서 효과를 보였으나 Sidney® 용액에서는 이러한 효과가 관찰되지 않았다.

Objective: Density gradient centrifugation (DGC) is frequently used to isolate high-motility fractions of spermatozoa. We compared the efficacy of 4 DGC media in terms of the percentage of morphologically normal spermatozoa, DNA fragmentation level, and hyaluronic acid (HA) binding ability.

Methods: Thirty men with a total motile spermatozoa count >80 million participated. Semen samples were divided into 4 aliquots, which were processed using PureSperm®, PureCeption®, Sidney®, and SpermGrad® media, respectively. The DNA fragmentation level was measured using the Halosperm® assay kit and HA binding ability was measured using the HBA® assay kit.

Results: The mean percentage of morphologically normal spermatozoa was significantly enhanced after DGC using all 4 media (10.3%, 9.9%, 9.8%, and 10.7%, respectively

p<0.05 for each when compared with 6.9% in raw semen). The DNA fragmentation level was significantly reduced after DGC using PureSperm®, PureCeption®, and SpermGrad® media (6.0%, 6.5%, and 4.9%, respectively

p<0.05 for each when compared with 11.2% in raw semen), but not after DGC using Sidney® media (8.5%, p>0.05). HA binding ability did not change after DGC using any of the 4 media.

Conclusion: The 4 media were equally effective for obtaining a sperm fraction with highly motile and morphologically normal sperm. PureSperm®, PureCeption®, and SpermGrad® media were equally effective for acquiring a sperm fraction with less DNA fragmentation.