ВЛИЯНИЕ ЗАСТОЯ МОЛОКА НА ИНВОЛЮЦИЮ МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ И ПРОФИЛЬ микроРНК
Шапошникова Наталия Руслановна
Менеджер по технологической поддержке продаж
Отдел по технологической поддержке продаж
https://doi.org/10.3168/jds.2023-24603
Шапошникова Наталия Руслановна
Менеджер по технологической поддержке продаж
Отдел по технологической поддержке продаж
https://doi.org/10.3168/jds.2023-24603
Аннотация. В настоящем эксперименте использовалась модель возобновления молокоотдачи после периода застоя молока, чтобы пересмотреть гипотезу о том, что вещества, выделяемые в молоко во время застоя, могут тормозить секрецию молока и стимулировать инволюцию молочной железы. Цель заключалась в том, чтобы определить, могут ли выделения молочной железы из инволюционирующей четверти вымени ускорить инволюцию другой четверти вымени, а также изучить влияние стаза молока на профиль микроРНК в молоке.
Введение. Инволюция молочной железы – это процесс, когда железа возвращается в нелактирующее состояние. Прекращение доения или неполное доение одной четверти вызовет процесс инволюции только в этой четверти, что указывает на возможность регулирования этого процесса на локальном уровне молочной железы. Ученые предположили, что застой молока может привести к накоплению в молоке химического фактора, который тормозит синтез и секрецию молока за счет снижения активности эпителиальных клеток молочной железы и запуска инволюции. Наличие в молоке такого фактора было предположено более 50 лет назад. Тем не менее, несмотря на десятилетия исследований, механизм, запускающий процесс инволюции у коров, до сих пор неясен.
В коровьем молоке присутствуют такие структуры как микроРНК. Они представляют собой небольшие одноцепочечные РНК, участвуют во многих биологических процессах, и на их профиль влияет здоровье молочной железы и уровень молочной продуктивности коровы. Недавние исследования показывают, что микроРНК могут регулировать синтез липидов клеток молочной железы у коров. Однако влияние стаза молока и инволюции молочной железы на профиль микроРНК не установлено.
Одна из проблем, с которой можно столкнуться при попытке идентифицировать потенциальный сдерживающий фактор лактации, заключается в том, что воспалительная реакция легко вызывается интрамаммарной инфузией, а воспаление влияет на маркеры инволюции, такие как лактоферрин, BSА (бычий сывороточный альбумин) и SCC (соматические клетки), аналогично застою молока. Ученые предполагают, что вещества, выделяемые в молоко во время его застоя, стимулируют инволюцию молочной железы, но чтобы продемонстрировать это, необходима экспериментальная модель, не подверженная воспалительной реакции.
Влияние застоя на повышение факторов, способных вызвать инволюцию молочной железы. В эксперимент были включены десять коров голштинской породы. В течение первых 7 суток опыта (от - 14 до - 8 дней) коров доили из каждой четверти вымени два раза в день с интервалом 12 часов (подготовительный период). С - 7 дня по - 1 день правую переднюю четверть каждой коровы не доили, а остальные четверти продолжали доить (предварительный период). Перед последним периодом доения до обработки, молоко (или выделения молочной железы) собирали в асептических условиях из обеих передних четвертей. Вкратце, кончик соска дезинфицировали путем погружения сосков в дезинфицирующее средство для сосков с 1% йодом с последующим протиранием спиртом. Стерильную пластиковую иглу вводили в сосковой канал и затем соединяли катетером со стерильной стеклянной бутылкой, предварительно помещенной под вакуум. Вакуум позволил извлечь молоко, не стимулируя механизм выброса молока. После этого доения, 250 мл собранного образца вводили в соответствующие задние четверти каждого животного, т. е. выделения молочной железы, собранные из правой передней четверти, вводили в правую заднюю четверть, а молоко, собранное из левой передней четверти, вводили в левую заднюю четверть. Все четверти не доились в течение следующих 7 дней (с 1 по 7 день, период застоя молока), а затем доение четвертей возобновлялось во всех четвертях в течение последних 7 дней опыта (с 8 по 14 день, период повторного доения). На рисунке 1 схематически представлен план эксперимента. На протяжении всего эксперимента коров кормили одним и тем же рационом.
Рисунок 1. Краткое описание плана эксперимента. Правые передние четверти дойных коров (n = 10) не доились с -7 по 7-й день, а остальные четверти не доились с 1-го по 7-й день. После последней дойки в день -1 (красная стрелка) в левые задние четверти вводили 250 мл молока из левой передней четверти того же животного, а в правые задние четверти вводили 250 мл секрета молочной железы из правой передней четверти того же животного.
Пробы молока из четвертей вымени отбирали в течение подготовительного периода, до периода застоя молока и в период повторного доения. Эти образцы были использованы для измерения компонентов молока и концентрации маркеров инволюции (SCC, BSA и лактоферрина). Образцы секрета молочной железы собирали вручную из четвертей в период застоя молока для определения маркеров инволюции. РНК экстрагировали из образцов, собранных из передних четвертей перед последним доением и периодом застоя молока, для определения микроРНК. Как и ожидалось, более длительный период стаза молока в правой передней четверти привел к более поздней инволюции, чем в левой передней четверти, что обусловлено концентрацией маркеров инволюции в секрете молочной железы, более низким восстановлением молочной продуктивности и изменениями в составе молока в период повторного доения.
Концентрации всех трех маркеров инволюции в секрете молочной железы увеличивались в обеих задних четвертях, но были выше в секретах правой четверти, чем в секретах левой. Возобновление доения привело к возобновлению надоев молока во всех четвертях, однако восстановление надоев молока в правых задних четвертях было менее устойчивым (54,3 ± 1,4%), чем в левых задних четвертях (61,6 ± 1,4%). Молоко из тех четвертей вымени, куда вводился секрет молочной железы (справа сзади), имело более низкое содержание лактозы, но более высокое содержание молочного белка и более высокий SCC, чем четверти, куда вводилось молоко. Всего было обнаружено 359 микроРНК, 76 из которых дифференциально экспрессировались в молоке и секретах молочных желез. Экспрессия некоторых микроРНК повышалась в секрете молочной железы в 40 раз.
Заключение. Как было замечено ранее, застой молока вызывал повышение концентрации BSА, лактоферрина и соматических клеток. Кроме того, уровни обозначенных маркеров инволюции молочной железы выше в тех ее частях, которые не доились в течение более длительного периода времени и восстановление выработки молока показало более высокий результат после 7 дней застоя относительно 14 дней. Так же учеными отмечено, что ткань молочной железы имела гистологические характеристики инволюционирующей ткани после 11 и 14 дней стаза молока. Интрамаммарное введение воспалительного вещества также повлияет на маркеры инволюции молочной железы, хотя выработка молока быстро восстанавливается до уровня, существовавшего до введения. Следовательно, восстановление молока можно использовать в качестве надежного маркера инволюции, на который меньше влияет воспалительная реакция.
Результаты настоящего эксперимента показывают, что выделения молочной железы из инволюционирующей четверти могут ускорить инволюцию в другой четверти, подтверждая гипотезу, что застой молока приводит к накоплению в молоке фактора или комбинации факторов, запускающих инволюцию. Результаты также показывают, что застой молока приводит к некоторым изменениям в профилях микроРНК в молоке. Являются ли эти изменения причиной или следствием процесса инволюции, еще предстоит установить.