Влияние полиморфизма гена FGF21 (g. 940 C/T) на биохимические показатели в сыворотке крови крупного рогатого скота голштинской породы

В исследовании рассмотрено влияние полиморфизма гена фактора роста фибробластов 21 (Bos taurus FGF21 - 940 C/T) на уровень FGF21 и биохимические показатели обмена веществ в сыворотке крови высокопродуктивных коров. Работа выполнялась в СХПК «ПЗ им. Ленина». Генотипирование ДНК 148 гол. коров голштинской породы проводили методом ПЦР-ПДРФ. В результате генетического типирования 148 гол. крупного рогатого скота идентифицированы два аллеля FGFC – 0,642 и FGFT – 0,358; и два генотипа FGFCC – 28,4% (42 гол.) и FGFTC – 71,6% (106 гол.). Особи с генотипом FGFTT не выявлены. Полученные данные демонстрируют, что у коров с генотипом FGF21CC уровень фермента FGF21 в сыворотке крови статистически значимо выше, чем у коров гетерозиготного генотипа на 165,5 пг/мл (28,2%; р < 0,001). Анализ взаимосвязи полиморфизма гена FGF21 и уровня фактора роста фибробластов 21 указывает на то, что в зависимости от генотипа изменяется активность этого фермента, вследствие чего наблюдается варьирование биохимических показателей сыворотки крови крупного рогатого скота голштинской породы.

1. Кузник, Б.И. Факторы роста фибробластов FGF19, FGF21, FGF23 как эндокринные регуляторы физиологических функций и геропротекторы. Эпигенетические механизмы регуляции / Б.И. Кузник, В.Х. Хавинсон, Н.С. Линькова и др. // Успехи современной биологии. – 2017. – Том 137. № 1. – С. 84–99.

2. Меркурьева, Е.К. Генетика с основами биометрии / Е.К. Меркурьева, Г.Н. Шангин-Березовский. – М.: Колос, 1983. – 400c.

3. Сафина, Н.Ю. Идентификация полиморфизма гена FGF21 в татарстанской популяции крупного рогатого скота голштинской породы / Н.Ю. Сафина, Ш.К. Шакиров, Э.Р. Гайнутдинова и др. // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. – 2020. – Т 242(II). – С. 149–153. DOI 10.31588/2413-4201-1883-242-2-149-153

4. Akbar, H. Alterations in hepatic FGF21, coregulated genes, and upstream metabolic genes in response to nutrition, Ketosis and Inflammation in Peripartal Holstein Cows / H. Akbar, F. Batistel, J.K. Drackley et al. // PLoS One. – 2015. – 10(10): e0139963. URL: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0139963 (Дата обращения: 18.04.2022).

5. Bell, A.W. Regulation of organic nutrient metabolism during transition from late pregnancy to early lactation / A.W. Bell // Journal of Animal Science. – 1995. – Vol. 73. – P. 2804–2819. https://doi.org/10.2527/1995.7392804x

6. Boettcher, B.R. Nucleic acids encoding FGF21-FC function proteins / B.R. Boettcher, Sh.L. Caplan, D.S. Daniels et al. // Patent No: US 011129874B2, Sep. 28, 2021.

7. Cardoso, F.C. Symposium review: nutrition strategies for improved health, production, and fertility during the transition period / F.C. Cardoso, K.F. Kalscheur, J.K. Drackley // Journal of Dairy Science. – 2020. – Vol. 103. – P. 5684–5693. https://doi.org/10.3168/jds.2019-17271

8. Chen, Yu. Effects of exogenous Fibroblast Growth Factor-21 on characteristic parameters related to energy metabolism in dairy cows / Yu. Chen, Q. Wu, Y. Gao et al. // Medycyna Weterynaryjna. – 2019. – Vol. 75 (12). – P. 738-743. DOI: dx.doi.org/10.21521/mw.6343

9. Coskun, T. Fibroblast growth factor 21 corrects obesity in mice / T. Coskun, H.A. Bina, M.A. Schneider et al. // Endocrinology. 2008. Vol. 149. P. 6018-6027.

10. Eder, K. Fibroblast growth factor 21 in dairy cows: current knowledge and potential relevance / K. Eder, D.K. Gessner, R. Ringseis // Journal of Animal Science and Biotechnology. – 2021. 12, Article number: 97. https://doi.org/10.1186/s40104-021-00621-y

11. Gessner, D.K. Up-regulation of endoplasmic reticulum stress induced genes of the unfolded protein response in the liver of periparturient dairy cows / D.K. Gessner, G. Schlegel, R. Ringseis et al. // BMC Veterinary Research. – 2014. – Vol. 10, Article number: 46. https://doi.org/10.1186/1746-6148-10-46

12. Kim, K.H. FGF21 as a stress hormone: the roles of FGF21 in stress adaptation and the treatment of metabolic diseases / K.H. Kim, M.S. Lee // Diabetes & Metabolism Journal. – 2014. – Vol. 38. – P. 245–251. https://doi.org/10.4093/dmj.2014.38.4.245

13. Martínez-Garza, Ú. Fibroblast growth factor 21 and the adaptive response to nutritional challenges / Ú. Martínez-Garza, D. Torres-Oteros, A. Yarritu-Gallego et al. // International Journal of Molecular Sciences. – 2019. – Vol. 20(19), Article number: 4692. https://doi.org/10.3390/ijms20194692

14. Osorio, J.S. Effect of the level of maternal energy intake prepartum on immunomet abolic markers, polymer phonuclear leukocyte function, and neutrophil gene network expression in neonatal Holstein heifer calves / J.S. Osorio, E. Trevisi, M.A. Ballou // Journal of Dairy Science. – 2013. – Vol. 96. – P. 3573–3587.

15. Owen, B.M. FGF21 contributes to neuroendocrine control of female reproduction / B.M. Owen, A.L. Bookout, X. Ding et al. // Nature Medicine. 2013. – Vol. 19. – P. 1153–1156. https://doi.org/10.1038/nm.3250

16. Schlegel, G. Expression of fibroblast growth factor 21 in the liver of dairy cows in the transition period and during lactation / G. Schlegel, R. Ringseis, J. Keller et al. // Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition (Berl). – 2013. – Vol. 97(5). – P. 820–829. doi: 10.1111/j.1439-0396.2012.01323.x

17. Schoenberg, K.M. Plasma FGF21 is elevated by the intense lipid mobilization of lactation / K.M. Schoenberg, S.L. Giesy, K.J. Harvatine et al. // Endocrinology. – 2011. – Vol. 152. – P. 4652–4661. https://doi.org/10.1210/en.2011-1425

18. Shen, Y. Exploration of serum sensitive biomarkers of fatty liver in dairy cows / Y. Shen, L. Chen, W. Yang et al. // Scientific Reports. – 2018. – Vol. 8, Article number: 13574. https://doi.org/10.1038/s41598-018-31845-0

19. Sun, X.-M. Two novel intronic polymorphisms of bovine FGF21 gene are associated with body weight at 18 months in Chinese cattle / X.-M. Sun, M.-X. Li, A.-M. Li et al. // Livestock Science. – 2013. – Vol. 155 (1). – P. 23-29. DOI: 10.1016/j.livsci.2013.03.023

20. Wang, J. Serum hepatokines in dairy cows: periparturient variation and changes in energy-related metabolic disorders / J. Wang, X. Zhu, G. She et al. // BMC Veterinary Research. – 2018. – Vol. 14(1), Article number: 236. https://doi.org/10.1186/s12917-018-1560-7