Các hiệu ứng đa hình thái của tình trạng mất cân bằng năng lượng âm trong giai đoạn hậu sinh của bò sữa đối với biểu hiện gen ở lách: Hệ quả đối với miễn dịch bẩm sinh và miễn dịch thích nghi
Tóm tắt
Các nhu cầu năng lượng gia tăng để hỗ trợ quá trình cho sữa, kết hợp với khả năng tiêu thụ thức ăn giảm đã dẫn đến tình trạng mất cân bằng năng lượng âm (NEB) và thường được đặc trưng bởi việc huy động mạnh mẽ các dự trữ năng lượng của cơ thể ở bò sữa trong giai đoạn hậu sinh sớm. Quá trình phân hủy lipid tích trữ dẫn đến sự gia tăng nồng độ axit béo không este hóa (NEFA) và β-hydroxy butyrate (BHB) trong hệ thống. Sự oxy hóa của NEFA ở gan dẫn đến sản xuất tăng cao các loài oxy hoạt động và khởi phát stress oxy hóa, có thể dẫn đến rối loạn chuyển hóa và sinh lý bình thường. Hệ miễn dịch bị suy yếu trong giai đoạn xung quanh sinh và cho sữa sớm, do đó bò sữa dễ bị nhiễm trùng do vi khuẩn gây viêm vú và/hoặc viêm nội mạc tử cung trong thời gian này. Một mảng oligonucleotide Affymetrix cho bò đã được sử dụng để xác định sự biểu hiện gen toàn cầu trong lách của bò sữa trong giai đoạn hậu sinh sớm. Mô lách đã được lấy ra sau khi chết từ năm con bò bị NEB nặng (SNEB) và năm con bò bị NEB vừa (MNEB) sau 15 ngày sinh. SNEB làm tăng nồng độ hệ thống của NEFA và BHB, và số lượng bạch cầu và tế bào lympho đã giảm ở các động vật SNEB. Tổng cộng có 545 gen đã bị thay đổi do SNEB. Phân tích mạng lưới sử dụng Phân tích Đường dẫn Ingenuity cho thấy SNEB có liên quan đến stress oxy hóa được trung gian bởi NRF2, rối loạn chức năng ty thể, stress lưới nội bào, tín hiệu tế bào tự nhiên, tín hiệu p53, giảm biểu hiện IL-15, BCL-2 và IFN-γ; tăng cường biểu hiện BAX và CHOP và gia tăng apoptosis với ảnh hưởng tiêu cực tiềm ẩn đến miễn dịch bẩm sinh và miễn dịch thích nghi.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Ametaj BN, Bradford BJ, Bobe G, Beitz DC.Acute phase response indicates inflammatory conditions may play a role in the pathogenesis of fatty liver in dairy cows.J Dairy Sci85: 189, 2002.
Boehm T, Klamp T, Groot M, Howard JC.Cellular responses to interferon-γ.Ann Rev Immunol15: 749–795, 1977.
Breukink HJ, Wensing T.Pathophysiology of the liver in high yielding dairy cows and its consequences for health and production.Isr J Vet Med52: 66–72, 1977.
Bugaut M.Occurrence, absorption and metabolism of short chain fatty acids in the digestive tract of mammals.Comp Biochem Physiol86B: 439–472, 1987.
Dyk PB.The association of prepartum non-esterified fatty acids and body condition with peripartum health problems on 95 Michigan dairy farms (M.S. thesis). East Lansing, MI: Michigan State Univ. 1995.
Holtenius P, Holtenius K.New aspects of ketone bodies in energy metabolism of dairy cows: a review.J Vet Med A43: 479–587, 1996.
Jarrige J.INRAtion V2.7. In:Microsoft Computer Program of Ration Formulation For Ruminant Livestock, edited by Agabriel J, Champciaux P, Espinasse C. Dijon, France: CNERTA, 1989.
Kehrli ME Jr, Nonnecke BJ, Roth JA.Alterations in bovine neutrophil function during the periparturient period.Am J Vet Res50: 207–214, 1989.
Lee EK, Kehrli ME.Expression of adhesion molecules on neutrophils of periparturient cows and neonatal calves.Am J Vet Res59: 37–43, 1998.
Mandal M, Kumar R.Bcl-2 expression regulates sodium butyrate-induced apoptosis in human MCF-7 breast cancer cells.Cell Growth Diff7: 311–318, 1996.
Politis I, Zavizjon B, Cheli F, Baldi A.Expression of urokinase plasminogen activator receptor in resting and activated bovine neutrophils.J Dairy Res69: 195–204, 2002.
Rancano C, Rubio T, Correas I, Alonso MA.Genomic structure and subcellular localization of MAL, a human T-cell-specific proteolipid protein.J Biol Chem269: 8159–8164, 1994.
Ropstad E, Vik-Mo L, Refsdal AO.Levels of milk urea, plasma constituents and rumen liquid ammonia in relation to feeding of dairy cows during early lactation.Acta Vet Scand30: 199–208, 1989.
Rozen S, Skaletsky H.Primer3 on the WWW for general users and for biologist programmers.Methods Mol Biol132: 365–386, 2000.
SAS.The SAS System for Windows (release 9.1). Cary, NC: SAS Institute, 2003.
Turk R, Diuretic D, Gereš D, Svetina Turk A, N, Flegar-Meštrić Z.Influence of oxidative stress and metabolic adaptation on PON1 activity and MDA level in transition dairy cows.Anim Reprod Sci108: 98–106, 2007.
Vandesompele J, De Preter K, Pattyn F, Poppe B, Van Roy N, De Paepe A, Speleman F.Accurate normalization of real-time quantitative RT-PCR data by geometric averaging of multiple internal control genes.Genome Biol3: research0034, 2002.
Waldman TA.Interleukin-15.Encyclopedia of Hormones, edited by Henry HL, Norman AW. Academic, 2003, p. 478–484.
Zola H, Swart B, Nicholson I, Voss E.CD 87. In:Leukocytes and Stromal Cell Molecules: The CD Markers.Hoboken, NJ: Wiley, 2007, p. 184–185.