Уміст прозапальних та протизапальних цитокінів у ендометрії корів за анафродизії та естрального циклу
Анотація
Неплідність та порушення статевої циклічності в корів, є актуальною і поширеною проблемою в скотарстві, що завдає істотних збитків господарствам. Водночас, детальне розуміння клітинних і молекулярних механізмів у матці великої рогатої худоби має вирішальне значення для пояснення та уникнення неплідності у молочних корів. Метою досліджень було визначити концентрацію фактору некрозу пухлин (TNFα), интерлейкіну – 1 (IL-1) та интерлейкіну – 4 (IL-4) у ендометріальних гомогенатах за еструсу, проеструсу, розквіту жовтого тіла й анафродизії спричиненої прехворюванням на ендометрит, а також затримку посліду. Матеріалом для дослідження були гомогенати ендометрію корів, відібраного з рогів матки у верхній її третині. Використані методи визначення вмісту IL-1, IL-4 та TNFα у зразках ендометрію – імуноферментний твердофазний ELISA аналіз із урахуванням співвідношення (тканинний гомогенат-фосфатно-сольовий буфер). За результатами досліджень з’ясовано зміни умісту IL-4, IL-1 та TNF-α, у функціональному шарі ендометрія за анафродизії та окремих стадій естрального циклу. Встановлено істотне зростання вмісту TNF-α та зниження рівнів IL-1 і IL-4 у ендометрії відносно аналогічного показника в період еструсу. З’ясовано відсутність вірогідної різниці рівня IL-1 за проеструсу порівняно з розквітом жовтого тіла, як наслідок згасання в цей час, притаманної естральному ендометрію транзиторної флогогенної реакції, через цитокіновий баланс, що готує найкращі умови для імплантації зиготи. Встановлено, що рівень IL-1 за еструсу вірогідно збільшується, відносно стадії розквіту жовтого тіла та стадії проеструсу. Визначено, що концентрація IL-4 у функційному шарі ендометрія корів, які перехворіли на затримання посліду та ендометрит, є нижчою за аналогічний показник за еструсу, що підтверджує пригнічення проліферації й диференціації клітин. Отримані дані, можуть бути використані для оптимізації корекції статевої циклічності корів із анафродизією
Ключові слова
корови; анафродизія; статевий цикл; ендометрій; TNF-α; IL-1; IL-4
[1] Abeysinghe, P., Turner, N., Mosaad, E., Logan, J., & Mitchell, M. (2023). Dynamics of inflammatory cytokine expression in bovine endometrial cells exposed to cow blood plasma small extracellular vesicles (sEV) may reflect high fertility. Scientific Reports, 13(1), article number 5425. doi: 10.1038/s41598-023-32045-1.
[2] Almughlliq, F.B., Koh, Y.Q., Peiris, H.N., Vaswani, K., Holland, O., Meier, S., Roche, J.R., Burke, C.R., Crookenden, М.А., Arachchige B.J., Reed, S., & Mitchell, M.D. (2019). Circulating exosomes may identify biomarkers for cows at risk for metabolic dysfunction. Scientific Reports, 9(1), article number 13879. doi: 10.1038/s41598-019-50244-7.
[3] Bekara, M.A., & Bareille, N. (2019). Quantification by simulation of the effect of herd management practices and cow fertility on the reproductive and economic performance of Holstein dairy herds. Journal of Dairy Science, 102(10), 9435-9457. doi: 10.3168/jds.2018-15484.
[4] Drillich, М., & Wagener, K. (2018). Pathogenesis of uterine diseases in dairy cattle and implications for fertility. Аnimal Reproduction, 15(1), 879-885. doi: 10.21451/1984-3143-AR2018-0023.
[5] European convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purposes. (1986). Retrieved from https://rm.coe.int/168007a67b.
[6] Huang, Q., Jin, X., Li, P., Zheng, Z., Jiang, Y., & Liu, H. (2021). Elevated inflammatory mediators from the maternal-fetal interface to fetal circulation during labor. Cytokine, 148, article number 155707. doi: 10.1016/j.cyto.2021.155707.
[7] Koh, Y.Q., Peiris, H.N., Vaswani, K., Almughlliq, F.B., Meier, S., Burke, C.R., Roche, J.R., Reed, C.B., & Mitchel, M.D. (2020). Exosomes from dairy cows of divergent fertility; Action on endometrial cells. Journal of Reproductive Immunology, 137, article number 102624. doi: 10.1016/j.jri.2019.102624.
[8] Kuhla, B., Kaever, V., Tuchscherer, A., & Kuhla, A. (2019). Involvement of plasma endocannabinoids and the hypothalamic endocannabinoid system in increasing feed intake after parturition of dairy cows. Neuroendocrinology, 110(3-4), 246-257. doi: 10.1159/000501208.
[9] Lappas, M. (2017). The IL-1β signalling pathway and its role in regulating pro-inflammatory and prolabour mediators in human primary myometrial cells. Reproductive Biology, 17, 333-340. doi: 10.1016/j. repbio.2017.09.006.
[10] Lazorenko, A., & Izdepsky, V. (2012). Tumor necrosis factor and the modified citrullinated vimentin in developing immunodependent inflammation of connective tissue formations of the horses’ hoofs. Veterinary Medicine of Ukraine, 1, 27-29.
[11] Lonergan, P., Sánchez, J.M., Mathew, D.J., Passaro, C., & Fair, T. (2019). Embryo development in cattle and interactions with the reproductive tract. Reproduction, Fertility and Development, 31(1), 118-125. doi: 10.1071/ RD18409.
[12] Naim, N., Amrit, F.R., McClendon, T.B., Yanowitz, J.L., & Ghazi, A. (2020). The molecular tug of war between immunity and fertility: Emergence of conserved signaling pathways and regulatory mechanisms. BioEssays, 42(12), article number e2000103. doi: 10.1002/bies.202000103.
[13] Nijkang, N., Anderson, L., Markham, R., & Manconi, F. (2019). Endometrial polyps: Pathogenesis, sequelae and treatment. SAGE Open Medicine, 7, article number 2050312119848247. doi: 10.1177/2050312119848247.
[14] Pascottini, O.B., & LeBlanc, S.J. (2020). Modulation of immune function in the bovine uterus peripartum. Theriogenology, 150, 193-200. doi: 10.1016/j.theriogenology.2020.01.042.
[15] Pinaffi, F.L.V., Araujo, E.R., & Ginther, O.J. (2018). Role of luteal biosynthesis of prostaglandin F2α on function and structure of the corpus luteum during luteolysis in heifers. Domestic Animal Endocrinology, 63, 10-14. doi: 10.1016/j.domaniend.2017.10.007.
[16] Pothmann, H., Flick, P., Tichy А., Gabler, C., & Drillich, М. (2021). Messenger RNA expression of selected factors at different sites of the bovine endometrium associated with uterine health. Frontiers in Veterinary Science, 8, article number 649758. doi: 10.3389/fvets.2021.649758.
[17] Ragsdale, H.B., Kuzawa, C.W., Borja, J.B., Avila, J.L., & McDade, T.W. (2019). Regulation of inflammation during gestation and birth outcomes: Inflammatory cytokine balance predicts birth weight and length. American Journal of Human Biology, 31(3), article number e23245. doi: 10.1002/ajhb.23245.
[18] Rasheed, H.A.M, & Hamid, P. (2020). Inflammation to infertility: Panoramic view on endometriosis. Cureus, 12(11), article number e11516. doi: 10.7759/cureus.11516.
[19] Salas-Huetos, A., James, E.R., Aston, K.I., Carrell, D.T., Jenkins, T.G., & Yeste, M. (2020). The role of miRNAs in male human reproduction: A systematic review. Andrology, 8(1), 7-26. doi: 10.1111/andr.12714.
[20] Segura-Benítez, M., Carbajo-García, M.C., Corachán, A., Faus, A., Pellicer, A., & Ferrero, H. (2022). Proteomic analysis of extracellular vesicles secreted by primary human epithelial endometrial cells reveals key proteins related to embryo implantation. Reproductive Biology and Endocrinology, 20, article number 3. doi: 10.1186/ s12958-021-00879-x.
[21] Sheldon, I.M., Cronin, J.G., & Bromfield, J.J. (2019). Tolerance and innate immunity shape the development of postpartum uterine disease and the impact of endometritis in dairy cattle. Annual Review of Animal Biosciences, 7, 361-384. doi: 10.1146/annurev-animal-020518-115227.
[22] Sheldon, I.M., Molinari, P.C., Ormsby, T.R., & Bromfield, J.J. (2020). Preventing postpartum uterine disease in dairy cattle depends on avoiding, tolerating and resisting pathogenic bacteria. Theriogenology, 150, 158-165. doi: 10.1016/j.theriogenology.2020.01.017.
[23] Taylor, H.S., Kotlyar, A.M., & Flores, V.A. (2021). Endometriosis is a chronic systemic disease: Clinical challenges and novel innovations. Lancet, 397(10276), 839-852. doi: 10.1016/s0140-6736(21)00389-5.
[24] Turner, N.P., Abeysinghe, P., Kwan Cheung, K.A., Vaswani, K., Logan, J., Sadowski, P., & Mitchell, M.D. (2022). A comparison of blood plasma small extracellular vesicle enrichment strategies for proteomic analysis. Proteomes, 10(2), article number 19. doi: 10.3390/proteomes10020019.
[25] Warashina S., Zouda, M., Mohri, K., Wada, Y., Maeda, K., Watanabe, Y., & Mukai, Н. (2022). 64Cu-labeling of small extracellular vesicle surfaces via a cross-bridged macrocyclic chelator for pharmacokinetic study by positron emission tomography imaging. International Journal of Pharmaceutics, 25(624), article number 121968. doi: 10.1016/j.ijpharm.2022.121968.
[26] Wisler, J.R., Singh, K., McCarty, A., Harkless, R., Karpurapu, M., Hernandez, E., Mukherjee, D., Abouhashem А.S., Christman, J.W., & Sen, C.K. (2022). Exosomal transfer of DNA methyl-transferase mRNA induces an immunosuppressive phenotype in human monocytes. Shock, 57(6), 218-227. doi: 10.1097/ shk.0000000000001928.
[27] Zargar, M., Ghafourian, M., Nikbakht, R., Mir Hosseini, V., & Moradi Choghakabodi, P. (2020). Evaluating chronic endometritis in women with recurrent implantation failure and recurrent pregnancy loss by hysteroscopy and immunohistochemistry. Journal of Minimally Invasive Gynecology, 27(1), 116-121. doi: 10.1016/j.jmig.2019.02.016.