Welcome to Our Website

Tracing recombinant bovine somatotropine ab(gebruik) door middel van transcriptomics: het potentieel van runderen somatische cellen in een multi-dosis longitudinale studie

Effect van rbST op de melkproductie

Tabel 2 geeft een overzicht van de melkproductie voor het rbST en controle groepen, uitgedrukt als het gemiddelde en de standaard afwijking van de melkproductie (Kg per dag) bij elke behandeling cyclus, als voor de productie verschil tussen beide groepen (in % van de extra melk die wordt geproduceerd door rbST-groep in vergelijking met controle dieren)., Van cyclus 0 tot cyclus 3 lijkt de melkproductie in beide groepen toe te nemen, wat er mogelijk op wijst dat de dieren hun lactatiepiek nog niet hadden bereikt. Hoewel de eerste dosis rbST ongeveer 2 maanden postpartum werd toegediend, zoals aanbevolen door de fabrikant, is het belangrijk op te merken dat deze aanbeveling is gebaseerd op wiskundige modellen die de melkproductie piek op 60-90 dagen postpartum lokaliseren., Deze modellen zijn echter slechts theoretische benaderingen en dagen in melk (DIM) op de melkpiek hebben een grote variatie tussen kuddes en koeien, die onder andere worden bepaald door welzijn en voer37. Van cyclus 4 tot het einde van de studie kon een daling van de melkproductie van controlekoeien worden waargenomen, terwijl de met rbST behandelde dieren hun productie relatief constant leken te houden op gemiddeld 30-35 kg melk per dag, wat alleen een duidelijke dalende tendens vertoonde wanneer de hormonale behandeling werd gestopt (cycli 14, 15 en 16)., Op dit punt kwamen de tussen de groepen waargenomen productieverschillen weer tot een niveau dat zeer dicht bij dat van cyclus 0 lag. Het is opmerkelijk dat de melkproductie in de rbST-groep gedurende de hele studie aanzienlijk hoger was dan in de controlegroep, behalve tijdens cyclus 6, toen deze dieren slechts 5% meer produceerden dan de controlegroep (Tabel 2). Op basis van het door de fabrikant aanbevolen tweewekelijkse toedieningspatroon van rbST moet de groep behandelde dieren op dag 70 een nieuwe dosis recombinant groeihormoon hebben gekregen., Deze dosis werd echter niet toegepast om te kunnen beoordelen of de rbST-groep na 28 dagen zonder hormonale toediening het transcriptieprofiel vóór de dosis kon herstellen (Fig. 1). Mogelijk door dit gebrek aan hormonen verdwenen de statistisch significante verschillen in de melkproductie tussen de twee groepen, waardoor de effecten van rbST op de melkproductiepercentages werden benadrukt (Tabel 2). Op dag 84 werd rbST opnieuw toegediend en de significante verschillen in melkproductie tussen de twee groepen kwamen opnieuw voor (24%)., Een maximaal verschil van 43% meer melk bij behandelde dieren ten opzichte van controlekoeien werd waargenomen bij cyclus 12, beide gerelateerd aan een constante productie als gevolg van rbST en een natuurlijk dalend patroon bij controledieren. Vreemd genoeg hielden deze significante verschillen aan tot het einde van het onderzoek, zelfs bijna twee maanden nadat de laatste dosis (12e dosis, dag 168) was toegediend (Tabel 2).

Tabel 2 melkopbrengst in de behandelde (n = 6) en controlegroep (n = 3) langs de studie.,

RNA-isolatie uit boviene somatische cellen

MSC ‘ s zijn gemakkelijk te verzamelen bron van RNA voor genexpressiestudies, aangezien deze cellen kunnen worden geïsoleerd uit rauwe melk volgens een zeer eenvoudig protocol. Bovendien is het verzamelen van monsters goedkoop en niet-invasief, omdat de melk in de melkkamer kan worden verzameld zonder direct contact met het dier en dus zonder stress te veroorzaken die de verkregen resultaten zou kunnen veranderen. In dit onderzoek had de behandeling met rbST geen significant effect (P = 0.,099) op de hoeveelheid RNA geïsoleerd uit MSCs, met een gemiddelde concentratie van 120,69 ± 68,31 µg mL-1 in monsters uit de rbST-groep en 132,36 ± 68,86 µg mL-1 in monsters uit de controlegroep. De gemiddelde A260 / 280 ratio waarde was 1,766 ± 0,095. Het is mogelijk dat een zuiveringsstap met spinkolommen de verhouding A260/280 en daarom de zuiverheid van de steekproeven van RNA verhoogde. Hoewel de opname van deze stap de steekproefprijs in routineanalyse verhoogt, staat het het verkrijgen van steekproeven met hogere zuiverheid toe. De gemiddelde RIN-waarde die werd waargenomen bij de geanalyseerde monsters was 6,88 ± 0.,82 sommige factoren kunnen van invloed zijn op de integriteit van de monsters. De in dit onderzoek gebruikte monsters waren uit melk geïsoleerde somatische cellen van runderen. De melk wordt gekenmerkt door complexe microbiota en RNases die van dat microbiota worden afgeleid zou van een lagere integriteit van RNA de oorzaak kunnen zijn. Bovendien kunnen sommige somatische cellen in melk gedeeltelijk worden afgebroken. Deze feiten werden ook waargenomen in een studie die vaginale uitstrijkjes van runderen gebruikte voor transcriptomicastudies met als doel biomarkers te vinden om het misbruik van anabole agenten op te sporen38., Ook kan het proces van melken, melkinzameling en transport naar het lab, ondanks dat het zo snel mogelijk wordt uitgevoerd, invloed hebben op de integriteit van RNA.

Effect van rbST op somatotrope asgenen

een set van 18 genen (Tabel 1) werd geselecteerd voor het ontwerpen van de openarray® – platen die in deze studie worden gebruikt. Deze selectie was gebaseerd op het potentieel van deze genen om een kenmerkende transcriptomic handtekening van rbST te verkrijgen die als standaard zou kunnen worden gebruikt om ab(gebruik) van rbST in melkvee te controleren., Eerdere onderzoeken naar genexpressie met rbST werden opgezet als onderzoeken met enkelvoudige doses en enkelvoudige bemonstering in postmortem borstweefsel27 of onderzoeken met meervoudige doses (vijf doses) met bloed-en spierbemonstering in vivo31. Deze methoden worden als invasief, relatief duur en derhalve onpraktisch voor controledoeleinden op melkveebedrijven beschouwd. In het geval van somatotropine moet de controle in vivo worden uitgevoerd, aangezien het uiteindelijke doel is te voorkomen dat rbST-melk op de zuivelmarkt komt.,

in dit onderzoek werd de expressie van IGF-1 alleen aangetoond op alle monsterpunten bij één koe (cow 7) die met rbST werd behandeld en was het niet aantoonbaar in de MSCs van de controlegroep. Het feit dat het slechts mogelijk was om het IGF-1-doel op alle steekproefpunten in één koe te ontdekken kan het bestaan van verschillende lokale reacties van de borstklier op exogene rbST onder individuen aangeven. De meeste die IGF-1 molecules in de omloop worden gevonden worden gebonden met hoge affiniteit aan één of meer van de zes bekende IGF-1 bindende proteã nen (IGFBP-1–6) die de biologische beschikbaarheid van IGF-1 in doelweefsels moduleren 39., De vorige studies hebben waargenomen dat rbST sterk de upregulation van IGFBP-5 in skeletachtige spier van cattle31 en downregulates IGFBP-3 in borstweefsel32 beïnvloedt. Nochtans, in deze studie, werden de afschriften van noch IGFBP-3 noch IGFBP-5 ontdekt op om het even welk tijdstip. Dit resultaat zou aan MSCS toe te schrijven kunnen zijn hoofdzakelijk samengesteld uit leukocytes40 waarin het repressieve effect van IGFBP niet zo belangrijk kan zijn zoals in borstweefsel. Daarom worden zowel IGF – 1 als IGF-1 bindende proteã nen weggegooid als potentiële tellers in somatische cellen in deze studie.,

een andere belangrijke component van de somatotrope as is de IGF-1-receptor (IGF-1R), de primaire signaalreceptor voor IGF-1 die de meeste biologische effecten ervan bemiddelt. Op dag 1 had de rbST-groep (0,348 ± 0,131) een significant (p < 0,001) hogere relatieve abundantie van IGF-1R dan de controlegroep (0,0898 ± 0,0486). Verschillende studies die de concentratie van rbST in het bloed na toediening evalueerden, merkten op dat de hogere concentraties van dit recombinant hormoon werden gevonden na toediening van rbst14,15., Daarom kunnen de significante verschillen die in de behandelde groep werden waargenomen, het gevolg zijn van een reactie op IGF-1 die wordt gesynthetiseerd als reactie op de hogere concentraties rbST in behandelde koeien na de eerste toediening van de dosis. In Fig. 2, kan worden opgemerkt dat de relatieve abundantie van IGF-1R voor de twee eerste cycli van rBST-toediening ook significant hoger was in de rbST-groep dan in de controlegroep op veel bemonsteringspunten. Vreemd genoeg was op dag 84 van de studie de relatieve abundantie van IGF-1R vergelijkbaar in de rbST-groep (0,070 ± 0,057) en in de controlegroep (0,110 ± 0,030)., Deze dag viel samen met de zesde toediening van rbST en tussen deze dosis en de vijfde dosis was er een tussenpoos van 28 dagen in plaats van 14 dagen. Daarom is het mogelijk dat de rBST-groep het fysiologische niveau van IGF-1R na verscheidene dagen zonder rbST herstelde, die zelfs ontwenningseffecten van down-verordening op IGF-1R-transcriptie tonen. Deze resultaten wijzen erop dat IGF-1R een mogelijke goede kandidaat is voor opname in een panel van genen om het gebruik van rbST in melkveebedrijven te ontdekken., Hoewel andere auteurs geen significant effect van rbST op IGF-1R-niveaus in skeletspier31 vonden, werd in deze studie een duidelijke respons waargenomen in de niveaus van dit receptortranscript in MSCs. In deze Betekenis, kunnen leukocyten, neutrofielen en monocyten de groeihormoon en IGF-1 Produceren en hun receptoren uitdrukken die erop wijzen dat IGF-1/IGF-1R signalerende wegen regelgevende functies op het immuunsysteem met inbegrip van immune celproliferatie kunnen uitoefenen 41,42. Het verschil tussen de twee onderzoeken kan te wijten zijn aan de verschillende gebruikte matrices., MSC ‘ s zouden mogelijk beter kunnen reageren op de hogere niveaus van circulerend IGF-1 en het aantal receptoren voor dit molecuul in hun membraan kunnen verhogen

Figuur 2

relatieve abundantie van IGF-1R en CCND-1 in de eerste en tweede cycli van toediening van rBST in de controlegroep (n = 3) en de behandelde groep (n = 6). De niet-parametrische Mann-Whitney u-test werd gebruikt om de melkopbrengst in elke cyclus tussen behandelde en controlegroep te vergelijken., Sterretjes vertegenwoordigen statistisch significante verschillen tussen de behandelde groep en beide controlegroep. *(p < 0,05), **(p < 0,01), ***(p < 0,001).

Effect van rbST op immuunsysteemgerelateerde genen

tumornecrosefactor (TNF) en interleukine-1β (IL-1β) zijn twee cytokines die nauw verwant zijn aan het afweersysteem43., Vermoedelijk vanwege hun relatie was het mogelijk om vergelijkbare trends in de relatieve abundantie van TNF-en IL-1β-transcripten gedurende de studie te identificeren. De toediening van rbST veroorzaakte een significante toename van de relatieve abundantie van TNF-en IL-1β-transcripten. Vermeldenswaard is dat op dagen 9, 23 en 35 de relatieve abundanties van TNF en IL-1β significant hoger waren in de rbST-groep in vergelijking met de controlegroep (Fig. 3). Deze dagen komen overeen met de tweede week van de rBST-cycli, ongeveer 7-9 dagen na injecties met Lactotropina®., Daarom is het mogelijk dat de transcriptomic veranderingen veroorzaakt door rbST in deze twee cytokines duidelijker zijn in de tweede week van een rBST-cyclus. Merkwaardig genoeg waren er op dag 84 (28 dagen na de 5e toediening van het rbST) geen significante verschillen tussen de groepen (Fig. 3). In deze context, hebben andere Vorige studies krachtige transcriptomic technologieën gebruikt om het gebruik van anabole agenten in cattle26,38 te ontdekken., Deze studies merkten ook een verhoogde transcriptie van IL-1β, een van hen significant 26, en dit is zeer interessant omdat de genoemde studie gebruikte bloedcellen die samenstelling is zeer gelijkaardig aan die van MSCs, aangezien zij een hoog aandeel van witte bloedcellen hebben. Nochtans, vonden de eerder genoemde studies geen effect van anabole agenten op TNF, terwijl het huidige onderzoek een sterke invloed van rBST beleid op de relatieve overvloed van TNF vond., Met dit verband, is het gemeld dat de exogene toediening van rbST tijdens lactatie de immune reactie in koeien44 kan verbeteren. Eigenlijk, melk somatische celtellingen verhoogd eerder en sneller in koeien die lijden aan coliforme mastitis toen rbST werd toegediend 45. Het groeihormoon en zijn recombinante versie tonen het vermogen om de ontstekingsreactie en de neutrofielafweer van de zogende borstklier van runderen in gezondheid en zieke koeien45 te moduleren. Dit zou de opregulatie van TNF en IL-1β bij met rbST behandelde koeien kunnen verklaren.,

in screeningsstudies met behulp van transcriptomica is het zeer moeilijk om een specifiek gen te vinden dat als zeer betrouwbaar gen kan worden gebruikt. Opgemerkt dient te worden dat zowel IL-1β als TNF in andere processen als subklinische mastitis46,47 upregulated kunnen worden. Uit verschillende studies die in de Verenigde Staten zijn uitgevoerd, is gebleken dat grote landbouwbedrijven meer geneigd zijn rbST toe te passen,wat niet alleen wijst op een potentieel onderdeel van de bedrijfsgrootte van het gebruik en de rentabiliteit van rbST, maar ook op een onderdeel van de exploitant (leeftijd en opleiding) 48,49., Recombinant somatotropine is vaak gemeld als een management-intensieve technologie, geassocieerd met het gebruik van andere op productiviteit gerichte technologieën en beheerspraktijken die kenmerkend zijn voor grotere boerderijen, die minder frequent zijn onder grazers49,50. In deze zin, subklinische mastitis veroorzaakt een vermindering van de melkproductie in de getroffen koeien51. Daarom zou het interessant moeten zijn om de gegevens van transcriptomic Analyses met de gegevens van de melkproductie te combineren., Ook kan het vergezeld gaan van een melk microbiologische analyse van vermoedelijke koeien om de belangrijkste pathogenen geassocieerd met subklinische mastitis te detecteren. Maar wat het potentieel voor discriminatie echt verhoogt is de opname van meer genen in het panel.

Effect van rbST op de celcyclus, proliferatie, differentiatie en adhesie

het is bekend dat rbST de melksynthese verhoogt door de turnover (proliferatie/apoptose) en de activiteit van epitheliale cellen in de borst te verhogen, hetgeen erop wijst dat rbST de metabole routes beïnvloedt die de celvernieuwing/cyclus en metabolisme52 reguleren., De celcyclus wordt gecontroleerd door cyclins en cyclin-afhankelijke kinases. Van die, coördineert cyclin d (geëdodeerd door het gen ccnd1) de progressie van de celcyclus door extracellulaire stimulatie (B.V., de groeifactor, de nutriëntenbeschikbaarheid) en drijft G1 aan s-faseprogressie resulterend in cel mitose. Nochtans, worden de meeste volwassen cellen gehandhaafd in een rusttoestand die als fase G0 wordt bekend, een rusttoestand, en zij kunnen de celcyclus in fase G1 onder aangewezen mitogenic stimuli opnieuw ingaan53. In deze studie werd opgemerkt dat de behandeling met rbST de ccnd1-transcriptie sterk beïnvloedt., Vóór de eerste dosis rbST waren er geen significante verschillen tussen de controlegroep en de rbST-groep (Fig. 3). Na de eerste dosis konden echter significante verschillen tussen de twee groepen op verschillende bemonsteringspunten worden waargenomen. De relatieve abundantie van CCND1 was significant hoger in de rBST-groep dan in de controlegroep in de eerste twee cycli van de rbST-behandeling (Fig. 2). Dit effect lijkt vooral duidelijk te zijn 9 dagen na toediening van rbST, net als TNF-en IL-1β-transcripten., Op de dagen 9, 23 en 35 van het onderzoek was de relatieve abundantie van CCND1 in de rbST-groep significant hoger dan in de controlegroep (Fig. 3). Tot slot waren er op dag 84 (28 dagen na de 5e toediening van het rbST) geen significante verschillen tussen de groepen (Fig. 3) zoals in het geval van de cytokines. Ook waren er op de laatste dag (219) van de bemonstering (51 dagen na de laatste rBST-doses) geen significante verschillen (P > 0,05) tussen de rbST-groep (0,433 ± 0,141) en de controlegroep (0,430 ± 0,178)., Daarom veroorzaakt de exogene toediening van rbST een overexpressie van CCND1. Dit kan in de activering van cel in G0 fase, en in het bijzondere geval van borstweefsel, een verhoging van melkproductie door het verhogen van het aantal alveolaire cellen van borstklieren gland54 resulteren.

andere genen gerelateerd aan de celcyclus zijn tumoreiwit D52-achtig 2 (TPD52L2) en sirtuin 2 (SIRT2). Op een wijze die vergelijkbaar is met die waargenomen voor CCND1, TNF en IL-1β, was het mogelijk om een significant hogere relatieve abundantie van SIRT2-transcripten (p < 0,001) te vinden in de rbST-groep (1.,517 ± 0,199) dan in de controlegroep (0,506 ± 0,250) op dag 23 van het onderzoek, maar in dit geval alleen tijdens de tweede cyclus van de toediening van rbST (Fig. 4). De verhoogde niveaus van ccnd1 en SIRT2 afschriften na het tweede beleid van Lactotropina® in de behandelde groep zouden het resultaat van een effect van exogene rbST op celcyclus kunnen zijn. De Omloop van dit peptide hormoon in het organisme zou in de activering van de celcyclus in de doelcellen resulteren., Nochtans, in de andere rBST-cycli, was het verband tussen dosistoediening en veranderingen in de relatieve overvloed van sirt2-afschriften niet zo duidelijk zoals in de tweede dosis. Naast het voorgaande is het opmerkelijk dat de behandelde groep gedurende 4 dagen na de eerste rbST-toediening een significant hogere relatieve abundantie van tpd52l2-transcripten (P < 0,05) vertoonde. Een andere component betrokken bij celmetabolisme door zijn relevante rol in vertaling is eukaryotic elongation factor 1 gamma (EEF1G).,

Figuur 4

evolutie van de relatieve abundantie van sommige doelgenen tijdens alle monsterpunten van het onderzoek in de met rbST behandelde groep (N = 6) en controlegroep (N = 3).

In dit onderzoek volgde de relatieve abundantie van eef1g-transcripten geen duidelijke tendens gerelateerd aan rbST-toediening., Op dag 17 en 30 (respectievelijk 3 en 2 dagen na de tweede en derde rBST-dosis) was de relatieve abundantie van eef1g-transcripten significant hoger in de rbST-groep. Een vorige studie27 concludeerde dat de behandeling met rbST de niveaus van eef1g-afschriften in borstweefsel verhoogt, maar het gebruikte slechts één steekproefpunt 6 dagen na toediening van somatotropine. Daarom is het niet mogelijk om deze resultaten direct te vergelijken met de resultaten die zijn verkregen in deze studie, waarin 36 monsterpunten werden gebruikt voor transcriptomic assays in de loop van 8 maanden., Een ander gen in deze studie is melkvet globule-EGF factor 8 eiwit (MFGE8). In Fig. 4 kan worden vastgesteld dat de relatieve abundantie van MFGE8 in de rbST-groep tussen de bemonsteringsdagen sterk uiteenliep. In het bijzonder McCoard et al.27 waargenomen dat 6 dagen na toediening van rbST de relatieve abundantie van MFGE8 in runderweefsel van de borst groter was. Zoals eerder vermeld, bevatte die studie echter slechts één gegevenspunt na een enkele dosis rbST., Het huidige langetermijnexperiment met meervoudige doses heeft aangetoond dat de transcriptiepatronen bij met rbST behandelde runderen in de loop van de tijd sterk uiteenlopen. Bijvoorbeeld, toonden de gegevens die voor CCND1 worden verkregen aan dat het effect van rbST op de transcriptie van sommige genen met het aantal dosissen toeneemt. Hoewel het mogelijk is dat rbST de transcriptie van het gen mfge8 beïnvloedt, toonden de verkregen resultaten zowel op – als neer-regelgeving., Daarom kan MFGE8 niet worden voorgesteld als een ideale kandidaat voor het traceren van rbST (ab) – gebruik bij runderen, omdat er geen duidelijke tendens in de transcriptie kon worden waargenomen. Een ander gen gerelateerd aan cel therapietrouw geëvalueerd in deze studie is catenin Alfa-achtige 1 (CTNNAL1). Het was echter niet mogelijk significante verschillen in de transcriptie te vinden als gevolg van de toediening van rbST.

andere genen

lactoferrine (LTF) is een ijzerbindend glycoproteïne uit de transferrinefamilie55., Figuur 4 toont de evolutie van de relatieve abundantie van het LTF-gen op alle in deze studie beoordeelde monsterpunten. Hoewel upregulatie van LTF werd waargenomen in eerdere studies met anabole stoffen in cattle38, was het niet mogelijk om een duidelijke tendens voor LTF vast te stellen in relatie tot rbST-behandeling. Bijvoorbeeld, op de dagen 9 en 53, De relatieve abundantie van LTF aanzienlijk lager bij met rbST behandelde dieren. Echter, op dag 91, de relatieve overvloed was aanzienlijk hoger in die groep. Het is noodzakelijk de verkregen resultaten voor het collageen type III α 1 (COL3A1) – gen te bespreken., Een eerdere studie concludeerde dat behandelingen met rbST bij melkvee tot opregulatie van het COL3A1-gen in borstweefsel leiden 6 dagen na toediening van rbst27. Nochtans, in het huidige werk was het niet mogelijk om transcripten van het COL3A1 gen te ontdekken. Ook ESR2 transcriptie werd niet gedetecteerd in deze studie.

een genenpanel om het gebruik van rbST (ab)bij melkvee te controleren

het uiteindelijke doel van dit werk was een routinematig genenpanel voor te stellen waarvan het gecombineerde transcriptiepatroon de ontwikkeling mogelijk zou maken van een screeningsmethode om misbruik van rbST in melkveebedrijven via MSC ‘ s te bestrijden., In tegenstelling tot andere eerdere studies27,31,32, analyseerde dit werk de transcriptiepatronen van rBST-gerelateerde genen in een 8 maanden durend real-conditions experiment met inbegrip van 12 cycli van rBST-toediening en controledieren. Dankzij deze aanpak konden nauwkeuriger gegevens worden verkregen om onderscheid te maken tussen met rbST behandelde koeien en controlekoeien.

Multivariate statistische analyse werd uitgevoerd om modificaties in MSCS transcriptiepatronen als gevolg van de toediening van rbST op te helderen., Hiervoor werd alleen het transcript gebruikt van de negen genen die tijdens het hele experiment met succes werden gemeten (IGF1R, CCND1, TNF, IL1ß, SIRT2, EEFG1, MFEG8, LTF, TDP52L2), met uitzondering van de genen die slechts in zeer weinig gevallen/monsters tot expressie kwamen. Het belangrijkste doel van PCA-analyse is het identificeren van globale patronen in gegevens, het detecteren van de correlatie tussen verschillende variabelen, dat wil zeggen in dit specifieke geval, transcripties van verschillende genen., Projectie van de steekproeven in de nieuwe multidimensionale ruimte van de belangrijkste componenten (PCs) zou potentieel een differentiatie tussen rbST en controlegroepen toestaan, die ook die genen met een grotere capaciteit als biomarkers van de behandeling benadrukken. In de score plot van de PCA-analyse weergegeven in Fig. 5, een groepering tendens kan worden gezien in de twee groepen van MSC monsters, met rbST-behandelde dieren geïdentificeerd als rode cirkels en controledieren als zwarte dozen, en geëtiketteerd volgens de experimentele dag., Verschillende monsters van de rbST-groep bleken gemengd te zijn met controles aan de linkerkant van het perceel, maar vreemd genoeg kwamen de meeste ervan overeen met een dag van toediening van somatotropine (dag 14, 28, 57 of 84) of met de eerste 2-3 dagen na een dosis (dag 2, 3, 17, 44 of 115), waarbij geen duidelijke transcriptomische verstoring werd vastgesteld. Integendeel, zeer weinig controledieren kunnen op de PSO als behandelde koeien worden geclassificeerd en hun situatie wordt verklaard door extreme waarden, met name slecht discriminerende genen zoals LTF, MFGE8 of SIRT2.,

Figure 5

PCA-perceel gebouwd met volledige transcriptomische profielen van melk somatische cellen (MSC ‘ s), waarbij een onderscheid wordt gemaakt tussen koeien behandeld met rbST (n = 6, rode cirkels) en controle dieren (n = 3; zwarte dozen) kunnen worden gezien. MSC-monsters worden geëtiketteerd volgens de dag van het experiment, namelijk dag 0 de dag van de eerste rbST-dosis bij behandelde dieren.,

De transcriptomische profielen werden ook onderworpen aan een OPLS-DA, waaruit ook potentiële discriminatieve genen werden aangewezen. In Fig. 6a, wordt de visuele representatie van het multivariate model getoond, met MSC-monsters van controledieren uitgezet als zwarte vierkanten en monsters van rbST-groep als rode cirkels. Op dezelfde wijze als PCA worden verschillende rbST-monsters geprojecteerd onder controlemonsters aan de linkerkant van de ellips., Echter, deze monsters werden verzameld toen de transcriptomische verstoring veroorzaakt door rbST was verdwenen (of was nog niet verschenen), dus strikt, ze konden worden geclassificeerd als controles op dat specifieke moment. Omgekeerd werden zeer weinig controlemonsters verkeerd geclassificeerd als rbST. Wanneer er geen testset beschikbaar is, zoals hier het geval is, is de kruisvalidatiemethode de belangrijkste strategie om de kwaliteit van een model te beoordelen. De resultaten van de kruisvalidatieprocedure worden samengevat door de waarde van verschillende kwaliteitsparameters., In dit onderzoek toonde het multivariate opls-model de volgende kenmerken: R2(X) = 0,6, R2(Y) = 0,4 en Q2 = 0,3. Het model verklaart 60% van de variatie in x-ruimte en 40% van de variatie in y-ruimte, en de goedheid van voorspelling is 30%. Deze waarden geven een relatief goede beschrijving van de gegevens aan de hand van het model en de gemiddelde voorspelbaarheid aan34. De p-waarde berekend op basis van de CV-ANOVA was 3,01 × 10-7, wat wijst op het bestaan van significante verschillen tussen de twee klassen van het model., Het feit dat dit model werd gebouwd met een panel van genen met verschillende onderscheidende vermogen moet niet worden genegeerd, omdat het invloed heeft op de onderscheidende kracht van de OPLS. Trouwens, die experimentele dagen met zeer weinig of geen rbST-effect op hun transcripten zijn zeker bevooroordeeld het model omdat in de praktijk ze behoren tot de ene groep, maar fungeren als de andere., In toekomstige multivariate screening modellen, moet een panel van geselecteerde zeer discriminerende genen worden gebruikt, en bij voorkeur,” bekende “en” onbekende ” monsters worden geprojecteerd in het multivariate model zal behoren tot soortgelijke populaties (leeftijd, ras, enz.) en lactatiemomenten, in een poging om inter-individuele diervariabiliteit35 te overwinnen. In dit soort benaderingen, is het ook belangrijk dat de voorspellende bevolking groter is dan de voorspelde steekproeven. Ten slotte werden de redenen voor discriminatie op de OPLS-DA onderzocht in het overeenkomstige s-plot (Fig., 6b), die de bijdrage van elke variabele (gen transcriptie) aan de scheiding van de twee steekproefklassen onthulde. Zoals becommentarieerd in vorige secties, werd de meest discriminerende transcriptie in MSC gevonden in ccnd1, IGF-1R, TNF en IL-1β genen. Het blijkt duidelijk dat rbST-behandelingen leiden tot een upregulatie van deze genen en het gebruik ervan in toekomstige monitoringpanels is een veelbelovende optie voor routinecontrole in zuivel.,

Figuur 6

OPLS-DA scatter plot (a) geconstrueerd met behulp van trasncriptomic profielen van melk somatische cellen, met een discriminatie tussen controle (N = 3; zwarte cirkels) en rbST (N = 6; rode stippen) dieren, geëtiketteerd volgens de experimentele dag (zijnde dag 0 is de dag van de 1e dosis in rbST-groep). S-plot (b) in verband met de opls-discriminantanalyse, waarbij de genen die het meest worden beïnvloed door rbST in de rechterbovenhoek van de plot worden benadrukt, en dus met een hoger discriminatief vermogen.,

zoals bij een routinecontrole om illegaal gebruik van rbST met dit genpaneel op te sporen, zou er geen informatie zijn over wanneer koeien zijn behandeld (met andere woorden, het is een blinde test), idealiter elke dag tijdens lactatie moet worden bemonsterd/gecontroleerd. Uit praktisch oogpunt klinkt deze suggestie echter een beetje onrealistisch. Wat wordt voorgesteld is een willekeurige inzameling van melk eenmaal per week, afwisselend weekdagen., Aangezien somatotropine gedurende de lactatieperiode (vanaf 80-100 dagen na de bevalling, tweewekelijks) regelmatig wordt toegediend aan alle lacterende koeien van het bedrijf, met een goed bemonsteringsplan, moet op een gegeven moment rbST in het bedrijf worden gedetecteerd. De transcriptomic gegevens die uit de verzamelde steekproeven worden verkregen moeten met een transcriptomic dataset van een controlepopulatie worden vergeleken. Die monsters die hogere waarden van genen voorgesteld in dit document gepresenteerd moeten worden beschouwd als verdacht. De tweede stap moet het onderzoeken van de specifieke situatie van elke” positieve ” koe (mastitis, zwangerschap, enz.,), en indien nodig doorgaan met de bevestigende analyse. Het is belangrijk om ook de hoge verwerkingscapaciteit van deze real-time PCR-benadering te benadrukken, waardoor het bemonsteringsplan haalbaar is.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *