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學術園地

具有潛力的乳牛懷孕偵測新指標-CCL8與CXCL10基因

新竹分所 楊明桂、凃柏安、李佳馨、王思涵、蕭振文 編譯

　　早期懷孕診斷對改善牧場母牛繁殖效益相當重要，可增加畜群帶來之經濟效益，縮 短空胎間距，未懷孕的牛隻利用自然或內泌素處理形式重新啟動發情週期，並於適當配 種期再進行人工授精（Artificial insemination, AI）。在國內，乳牛場在AI後28至35天普遍使用直腸觸診及超音波檢測進行懷孕檢查，若有懷孕，藉由超音波檢測可清楚發現受精後的胚胎。即使這方式非常有效且簡單，乳牛場對於AI後3-4週內進行早期懷孕診斷之需 求仍非常強烈。近十年研究顯示，有很多直接或間接的懷孕診斷方式產生，如血清黃體激素濃度、早期懷孕因子、懷孕結合蛋白B（目前已知為懷孕相關醣蛋白（pregnancy-as- sociated glycoprotein-1, PAG-1)之組成分）。這些方法可做懷孕診斷並有各自之優點，但這 些方法最早要在4週後才可被採用。

　　為了能早期懷孕診斷，專家學者開始著重在更深入的懷孕基因表現及影響因子方面。研究顯示干擾素τ（interferon-τ）是母體主要的識別因子（maternal recognition），其可調控干擾素刺激基因（interferon-stimulated genes, ISGs）表現，例如干擾素刺激蛋白質15 kDa（ISG15） 黏病毒抗藥性（myxovirus-resistance, MX）蛋白1及2、2´-5´寡核苷酸合成酶1（OAS1）在周邊血液白血球（peripheral blood leukocytes, PBLs）內。這些發現提供 三週內進行妊娠診斷的可能性，但仍有幾個部分需考量。舉例來說，AI後18天PBLs ISG15 基因mRNA（經由DNA轉錄而來，帶著相應的遺傳訊息，為下一步轉譯成蛋白質提供所需的 訊息）表現程度，其表現量不僅在懷孕時增加，亦會在胚死亡時上升，導致誤判。另外，AI後0至18天PBLs MX2基因mRNA表現程度在泌乳牛並無大量改變，而OAS1基因mRNA濃度僅可在AI後18天準確判斷女牛是否懷孕。因此找出具專一性且在能維持懷孕狀態下持續 表現之基因，是當前重要之研究方向。

　　為了區分乳牛懷孕後，懷孕狀態、胚早期死亡及胚晚期死亡基因表現之差異，本篇 研究另以CCL8（C-C motif ligand 8）及CXCL10（C-X-C motif chemokine 10）基因作為標的基因，並檢測標的基因懷孕後mRNA濃度。CCL8基因經轉譯後之蛋白其功能為促進嗜酸性 顆粒球（eosinophils）進入子宮內膜層，以降低子宮內總生菌數，其主要是由單核球（monocytes）及巨噬細胞（macrophages）所製造；CXCL10蛋白主要功能除了誘導白血球附著外，亦可增強子宮內膜層滋養葉（trophoblasts）及趨化素（chemokine，被認為能促進炎症反應或在正常的修復過程或發育中控制細胞的遷徙）。

　　結果顯示在AI後14天，懷孕組周邊血液白血球內標的基因mRNA濃度逐漸增加，並於 18天表現量顯著上升（圖1及圖2），在胚早期死亡及胚晚期死亡組表現量上則無增加之趨勢。而在干擾素刺激蛋白質15 kDa基因、黏病毒抗藥性蛋白質1及2基因mRNA表現量變化 方面，懷孕組及胚晚期死亡組，AI後18天周邊血液白血球內之表現量皆顯著高於第14天（圖3至圖5），但在胚早期死亡組則沒有顯著變化。

　　準確的早期懷孕檢查能縮短胎距，增加畜群生產力，使畜牧場整體經濟效益提高。若在AI後第14-18天，檢測CCL8及CXCL10基因的mRNA表現量，配合直腸觸診或超音波診斷，將胚胎已死亡之牛隻挑選出，再使其提早進入發情週期並進行AI，可有效減少乳牛場內空胎間距及空胎牛過多之問題，除可提高畜群整體繁殖力，亦加速品種改良速率。爰此，檢測CCL8及CXCL10基因之表現量，或可成為偵測乳牛是否懷孕之新指標。
　

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