安格斯牛和婆罗门牛的毛囊基因表达对寒冷季节及生长促进技术的响应

《Domestic Animal Endocrinology》：Responses of hair follicle gene expression to the cold season and growth promotion technology in Angus and Brahman cattle

　　

金·R·斯塔克豪斯-劳森（Kim R. Stackhouse-Lawson）|马克·布兰宁（Mark Branine）|阿什利·K·席林-哈兹莱特（Ashley K. Schilling-Hazlett）|佩德罗·H·V·卡瓦略（Pedro H.V. Carvalho）|埃迪兰·C·马丁斯（Edilane C. Martins）|劳拉·阿蒙德森（Laura Amundson）|克里斯·阿什沃思（Chris Ashworth）|迈克·索查（Mike Socha）|萨米·德里迪（Sami Dridi）

摘要

本研究的目的是探讨冬季环境条件和生产系统对牛毛囊（hair follicles, HF）中特定mRNA表达谱的影响，重点关注调控应激、炎症、细胞完整性和毛色的基因。在美国科罗拉多州，选取了两个牛品种（Bos indicus（婆罗门牛）和Bos taurus（安格斯牛），分别将其置于两种生产系统中进行实验：一种为常规饲养系统（NAT），另一种为添加了常用生长促进技术的饲养系统（TRT）。TRT处理包括注射100-200毫克醋酸特伦布隆（trenbolone acetate）和14-28毫克苯甲酸雌二醇（estradiol benzoate）的合成代谢植入物，同时在饲料中添加莫能菌素/泰乐菌素（monensin/tylosin，每吨干物质35/7克）和盐酸拉克托帕明（ractopamine hydrochloride，每吨干物质27克），实验持续180天（每组50头公牛）。研究期间监测了牛的生长情况，并从2023年10月到2024年3月每月采集毛囊样本。提取总RNA后进行逆转录，利用2^?ΔΔCt方法通过qPCR技术扩增目标基因。结果显示，与婆罗门牛相比，安格斯牛在10月至2月期间的日均增重（ADG）和饲料转化效率（FE）显著更高；在11月至12月及1月至2月期间，TRT处理组的饲料转化效率进一步提高（P < 0.05）。与婆罗门牛相比，安格斯牛中Cxcr2基因的表达显著增强，而Asip基因的表达则较低。这种品种间的差异表达可能反映了毛色特征和生理适应途径的差异。与常规饲养系统相比，TRT处理显著上调了Xcl1和Asip基因的表达，同时下调了Cxcr2基因的表达。这些变化与合成代谢类固醇、抗生素和/或拉克托帕明的作用一致。热休克蛋白（Hsp60, Hsp70, Hsp90）、细胞因子（IL6, IL18, Tnfα, Crp, IL10）、趋化因子及其相关受体（Xcl1, Cxcl12/14, Ccl2/4/5/20, Ccr2, Cxcr1/2）、紧密连接蛋白（Cldn1, Ocln）以及与毛色相关的基因（Asip, Mc1r, Bmp2, Hoxc12, Lef1, Zhx3）的表达均呈现季节性变化，峰值出现在10月至11月和/或12月至2月，这与低温环境相吻合。据我们所知，这是首批揭示不同牛品种（安格斯牛 vs 婆罗门牛）、生产系统（TRT vs 常规饲养系统）及季节对毛囊基因表达影响的研究之一。通过识别与牛肉牛冷应激相关的毛囊基因表达特征，本研究为未来的机制研究奠定了基础。