Кетоз, ассоциированный с клиническим заболеванием, и изменения экспрессии генов у голштинских коров

Кетоз — одно из наиболее распространённых метаболических нарушений переходного периода у молочных коров, на развитие которого влияют как генетические, так и пищевые факторы. Однако изменения экспрессии генов при кетозе у молочных коров, особенно на общегеномном уровне, ранее не изучались. В настоящем исследовании были включены девять голштинских коров с клиническим кетозом и десять здоровых контрольных животных; у всех брали образцы цельной крови до отёла и после отёла. Было выделено четыре группы образцов крови: от коров с кетозом до отёла (PCK, N = 9) и после отёла (CK, N = 9), а также от контрольных коров до отёла (PHC, N = 10) и после отёла (HC, N = 10). Для анализа экспрессии генов применяли RNA-Seq, при этом было количественно оценено 27 233 гена по четырём миллиардам высококачественных прочтений. Затем были выявлены 75 и 4 дифференциально экспрессируемых гена (ДЭГ) между больными и контрольными коровами после отёла и до отёла соответственно, что указывало на сходство профилей экспрессии генов у больных и контрольных животных до отёла. В то же время у больных коров было выявлено 95 ДЭГ между периодами после и до отёла, тогда как у здоровых коров число таких генов составило 428, что свидетельствовало о более слабых изменениях экспрессии генов в этот переходный период по сравнению со здоровыми животными. Функциональный анализ показал, что ДЭГ, связанные с кетозом, в основном участвовали в биологическом стресс-ответе, поддержании ионного гомеостаза, метаболизме аминокислот, сигнальных путях энергетического обмена и путях, связанных с заболеваниями. Наконец, мы предположили, что уровень экспрессии STX1A может потенциально использоваться в качестве нового биомаркера, поскольку этот ген был единственным, который демонстрировал высокую экспрессию у больных коров как до отёла, так и после отёла. Эти результаты могут существенно помочь в понимании молекулярных механизмов возникновения и прогрессирования кетоза у молочных коров.STX1A