ارتباط بین پروتئین‌‌های شوک حرارتی و از دست رفتن آبستنی در گاوهای شیری هلشتاین

دیرنده, عیسی; انصاری پیرسرائی, زربخت

doi:10.22092/vj.2020.341931.1692

ارتباط بین پروتئین‌‌های شوک حرارتی و از دست رفتن آبستنی در گاوهای شیری هلشتاین

نوع مقاله : مقاله کامل

نویسندگان

گروه علوم دامی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، مازندران، ایران

10.22092/vj.2020.341931.1692

چکیده

هدف از پژوهش حاضر بررسی ارتباط بین بیان نسبی ژن‌‌های پروتئین‌‌های شوک حرارتی(HSPs) و مرگ ومیر رویانی و از دست رفتن آبستنی در گاوهای شیری هلشتاین طی فصل تابستان بود. برای انجام این پژوهش 32 رأس گاو هلشتاین(با تولید بیشتر از 30 کیلوگرم در روز و نوبت زایش 7/1±3/3) انتخاب شدند. تمام گاوها با استفاده از پروتکل همزمانی فحلی G7G تلقیح شدند. در روز 16 پس از تلقیح از تمام گاوها خونگیری و بیان ژن ISG15 اندازه‌‌گیری شد. بر مبنای نتایج ISG15 گاوهایی که مرگ و میر رویانی در آن‌‌ها اتفاق افتاده شناسایی شدند(14 راس). سپس با استفاده از دستگاه Real-Time PCR بیان نسبی ژن‌‌های مرتبط با پروتئین‌‌های شوک حرارتی(HSP27، HSP40، HSP60، HSP70 و HSP90) بین گاوهای سالم و گاوهای دارای مرگ و میر اولیه رویانی مورد بررسی قرار گرفتند. از ژن بتا اکتین به عنوان ژن استاندارد در این پژوهش استفاده شد. مقایسه بین دو گروه با استفاده از آزمون t انجام شد. نتایج نشان داد بیان نسبی ژن ISG15 در گاوهای آبستن به‌‌طور معنی‌‌داری بیشتر از گاوهای دارای مرگ و میر اولیه رویانی بود(6/6 برابر). در بین پروتئین‌‌های شوک حرارتی بیان نسبی ژن‌‌های HSP27 وHSP60 تفاوتی بین گاوهای آبستن و گاوهای دارای مرگ و میر اولیه رویانی نداشت(05/0<P). بیان نسبی ژن‌‌های HSP40،HSP70 و HSP90 در گاوهای آبستن به‌‌طور معنی‌‌داری کمتر از گاوهای دارای مرگ و میر اولیه رویانی بود(به ترتیب7/4، 6/3 و 2/5 برابر). به‌‌طور کلی نتایج پژوهش حاضر نشان داد در بین اعضای خانواده HSP، تنها HSP40، HSP70 و HSP90 با مرگ و اولیه رویانی در گاوهای شیری در ارتباط بودند.

کلیدواژه‌ها

20.1001.1.24235407.1400.34.2.12.6

عنوان مقاله [English]

The relationship between heat shock proteins and pregnancy loss in Holstein dairy cows

نویسندگان [English]

E. Dirandeh
Z. Ansari-pirsaraei

Department of Animal Science, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Mazandaran, Iran

چکیده [English]

The objective of this was to consider relationship between heat shock proteins (HSP) with early embryo loss and pregnancy loss in Holstein dairy cows during summer season. Thirsty-two Holstein cows (with milk production> 30 Kg/d and 3.3±1.7 in parity) were selected. All cows were synchronized by G7G heat synchronization protocol. Blood samples were collected from all cows at d 16 after timed artificial insemination (TAI) to measure ISG15 gene expression. According to ISG15 results, 16 cows showed early embryo loss, then HSP gene family (HSP27, HSP40, HSP60, HSP70 and HSP 90) were compared between healthy cows and those with early embryo loss using t-test. Beta-actin gene was used as a housekeeping gene to compare results. Results showed ISG15 gene expression were greater in pregnant cows compared to early embryo loss (6.6 fold). Among HSP family gene considered in present study, HSP27 and HSP60 gene expression were similar between groups (p < 0.05). HSP40, HSP70 and HSP 90 genes expression were lower in pregnant cows compared to early embryo loss (4.7, 3.6 and 5.2 fold, respectively). In conclusion present study results showed among HSP family, there was an association among HSP40, HSP70 and HSP 90 genes expression and early embryo loss.

کلیدواژه‌ها [English]

Gene expression
heat shock protein
dairy cow
early embryo loss

مراجع

1.Al-Katanani, Y.M., and P.J. Hansen. 2002. Induced thermotolerance in bovine two-cell embryos and the role of heat shock protein 70 in embryonic development. Molecular Reproduction and Development. 62:174–180.
2.Becker, J., and E.A. Craig. 1994. Heat-shock proteins as molecular chaperones. European Journal of Biochemistry. 219:11–23.
3.Belhadj, I., T. Najar, A. Ghram, and M. Abdrrabba. 2015. Heat stress effects on livestock: molecular, cellular and metabolic aspects, a review. Journal of Animal Physiolohy and Animal Nutrition.100(3):401–412.
4.Bridges, G., M. Day, T. Geary, and L. Cruppe. 2013. Triennial Reproduction Symposium: deficiencies in the uterine environment and failure to support embryonic development. Journal of Animal Science. 91:3002-3013.
5.Bryantsev, A.L., S. Kurchashova, S.A. Golyshev, V. Polyakov, H.F. Wunderink, B. Kanon et al. 2007. Regulation of stress-induced intracellular sorting and chaperone function of Hsp27 (HspB1) in mammalian cells. Biochemical Journal. 407:407–417.
6.Duncan, R. 2005. Inhibition of Hsp90 function delays and impairs recovery from heat shock. FEBS Journal. 272:5244–5256.
7.Forde, N., M.E. Beltman, G.B. Duffy, P. Duffy, J.P. Mehta, P. O’Gaora, et al. 2011. Changes in the endometrial transcriptome during the bovine estrous cycle: effect of low circulating progesterone and consequences for conceptus elongation. Biology of Reproduction. 84:266–278.
8.Garrido, C., S. Gurbuxani, L. Ravagnan L, and G. Kroemer. 2001. Heat shock proteins: Endogenous modulators of apoptotic cell death. Biochemical and Biophysical Research Communications 286(3):433‒442.
9.Hansen, P. J., and M. Sakatani. 2012. Consequences of heat shock on the development of pre-implantation bovine embryos: Role of free radicals, antioxidants, apoptosis, and heat shock proteins. J. Anim. Sci. 90(Suppl. 3):424. (Abstr.)
10.Lanneau, D., A. de Thonel, S. Maurel, C. Didelot, and C. Garrido. 2007. Apoptosis versus cell differentiation: Role of heat shock proteins HSP90, HSP70 and HSP27. Prion 1:53–60.
11.Matwee, C., M. Kamaruddin, D.H. Betts, P.K. Basrur, and W. A. King. 2001. The effects of antibodies to heat shock protein 70 in fertilization and embryo development. Molecular Human Reproduction. 7:829–837.
12.Mohtashamipour, F., E. Dirandeh, Z. Ansari-Pirsaraei, and M.G. Colazo. 2020. Postpartum health disorders in lactating dairy cows and its associations with reproductive responses and pregnancy status after first timed-AI. Theriogenology. 141:98-104
13.Mosser, D.D., A.W. Caron, L. Bourget, C. Denis-Larose, and B. Massie. 1997. Role of human heat shock protein hsp70 in protection against heat-induced apoptosis. Molecular and Cellular Biology. 17:5317–5327.
14.Neuer, A., S.D. Spandorfer, P. Giraldo, J. Jeremias, S. Dieterle, et al. 1999. Heat shock protein expression during gametogenesis and embryogenesis. Infection Diseases in Obstetrics and Gynecology. 7:10–16.
15.Northey, D.L., and L.R. French. 1980. Effect of embryo removal and intrauterine infusion of embryonic homogenates on the lifespan of the bovine corpus luteum. Journal of Animal Science. 50:298–302.
16.Paula-Lopes, F.F., and P.J. Hansen. 2002. Heat Shock-Induced Apoptosis in Preimplantation Bovine Embryos Is a Developmentally Regulated Phenomenon. Biology of reproduction. 66:1169–1177.
17.Paula-Lopes, F. F., R. S. Lima, R. A. Satrapa, and C. M. Barros. 2013. Influence of cattle genotype (Bos indicus vs. Bos taurus) on oocyte and preimplantation embryo resistance to increased temperature. Journal of Animal Science. 91:1143–1153
18.Pratt, W.B., and D.O. Toft. 2003. Regulation of signaling protein function and trafficking by the hsp90/hsp70 based chaperone machinery. Experimental Biology and Medicine. 228:111–133.
19.Ribeiro, E.S., G. Gomes., L.F. Greco, R.L.A. Cerri, A. Vieira-Neto, Monteiro Jr PLJ, et al. 2016. Carryover effect of postpartum inﬂammatory diseases on developmental biology and fertility in lactating dairy cows. Journal of Dairy Science. 99:2201–2220.
20.Rosenkrans, C., Jr., A. Banks, S. Reiter, and M. Looper. 2010. Calving traits of crossbred Brahman cows are associated with Heat Shock Protein 70 genetic polymorphisms. Animal Reproduction Science. 119:178–182.
21.Scully, S., T. Butler, A.K. Kelly, A.C.O. Evans, P. Lonergan, and M.A. Crowe. 2014. Crowe. Early pregnancy diagnosis on days 18 to 21 postinsemination using high-resolution imaging in lactating dairy cows. Journal of Dairy Science. 97:3542–3557
22.Wiltbank, M.C., G.M. Baez, A. Garcia-Guerra, M.Z. Toledo, P.L. Monteiro, L.F. Melo, et al. 2016. Pivotal periods for pregnancy loss during the first trimester of gestation in lactating dairy cows. Theriogenology. 86:239–253.
23.Zhang, B., F. Peoagaricano, A. Driver, H. Chen, and H. Khatib. 2011. Differential expression of heat shock protein genes and their splice variants in bovine preimplantation embryos. Journal of Dairy Science. 94:4174–4182.