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乳牛の泌乳期および生酵母補給の影響による乾期中の第一胃および大腸上皮における遺伝子発現の変化

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乳牛の泌乳期および生酵母補給の影響による乾期中の第一胃および大腸上皮における遺伝子発現の変化

Changes in gene expression in the rumen and colon epithelia during the dry period through lactation of dairy cows and effects of live yeast supplementation.

J Dairy Sci. 2017 Dec 28.

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この研究の目的は、(1)ウシが乾期から泌乳期に移行する際のこれらの2つの組織における遺伝子発現の変化を記述するために内視鏡検査を使用して第一胃および結腸上皮から生検を採取すること、および(2)生きた酵母の補充がこれらの2上皮に及ぶ可能性がある。 21頭のホルスタイン牛を2つの処理に分け、1×1010 cfu / dの生酵母(LY; n = 10)または補給なしのトウモロコシ300g / dを含むトウモロコシ300g / d(対照; n = 11)、分娩後21日まで21±2.6日(平均±SD)で開始した。分娩予定日の14±2.6日前、分娩後7日目および21日目に内視鏡を用いて各牛から第1胃および結腸生検を得た。ルーメンおよび結腸組織から全RNAを抽出し、IL10、TNFA、TLR4、IL1B、PCNA、MKI67、SGLT1、BAX、CASP3、OCLN、CLDN4、HSPA1A、HSPB1、DEFB1およびMCT1サンプル)を定量的PCRによって定量した。全体として、2段階の産生と2回の処置の間の結腸における選択された遺伝子の発現の変動は、第一胃で見出された遺伝子よりも小さかった。第一胃上皮において、TLR4およびDEFB1の発現は分娩前に最大であり、LY牛は対照牛よりもTLR4の発現が高い。同様に、IL10の発現は分娩前のLYウシにおいて最大であった。対照牛の第一胃上皮におけるTNFAの発現は、21DIMで最も低かったが、LYウシでは、生産段階の間で安定していた。第一胃上皮におけるPCNAおよびMKI67の発現は、7μmで最大であり、分娩後のこの上皮の高い増殖率を示した。結腸粘膜では、TLR4およびDEFB1の発現は第一胃よりも大きく、DEFB1の発現は対照牛よりLY牛で大きかった。内視鏡を使用することにより、上皮リモデリングの増加、TLR4の減少、およびIL10発現の増加からなる分娩後の濃縮物供給の増加に対する第一胃上皮適応の動態を研究することができた。さらに、乾燥牛の第一胃上皮は、生存酵母に迅速に応答し、免疫応答に関与する遺伝子の発現の変化は、酵母への7日間の曝露後に明らかになった。結腸粘膜における免疫応答に関連する遺伝子(主にTLR4およびDEFB1)の発現は第一胃よりも大きく、DEFB1の発現は生酵母によってさらに刺激された。内視鏡の使用は、第一胃および後腸上皮における遺伝子発現パターンの研究を可能にすると結論付けられている。我々は、第一胃の壁の顕著な変化と、乾期から泌乳期へ移行する際の結腸のより緩やかな変化を報告する。さらに、生酵母の補充は、第一胃における炎症および上皮障壁を調節する遺伝子の発現を促進し、結腸では抗菌ペプチドをコードするDFEB1の発現を増加させた。

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