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포유동물의 유선은 분비기관으로 여러 종류의 세포들로 구성된다. 어린 암소에서 우유의 질과 생산성을 높이기 위하여 유선의 조기발달은 매우 중요하다. 낙농농가에서는 풍부한 에너지원을 공급함으로써 유선의 조기 발달을 유도할 수 있지만, 대량의 에너지원 공급으로 인한 이윤감소와 높은 에너지원의 공급으로 인한 우유 내 유용단백질 감소로 인한 우유의 질이 낮아지는 결과를 초래한다. 이 논문에서는 어린 암소의 유선발달에 적합한 에너지 섭취량을 조사하고 이에 따른 초유의 성분 분석 및 체외분석 모델을 개발함으로써 유선의 발달, 우유생산량의 증가, 우유의 질 향상을 통한 낙농농가의 소득증가를 목적으로 한다. 젖소는 생후 4개월령부터 총 에너지량에 차등을 주어 공급하였으며, 매달 송아지의 성장 및 혈액분석을 통해 송아지의 상태를 측정하였다. 첫 발정이 온 시점부터 인공수정을 실시하여 수정률을 측정하였다. 또한, 출산 후 첫번째 날과 세번째 날에 초유를 모아 단백질 성분분석을 실시하였다.
에너지 섭취량에 따른 유선발달의 큰 차이는 발견할 수 없었으나, 첫번째 발정이 오는 시기는 높은 에너지를 공급한 실험군에서 조금 더 빠른 시기에 발정이 오는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 조직학적 검사를 통해 높은 에너지군의 ...

포유동물의 유선은 분비기관으로 여러 종류의 세포들로 구성된다. 어린 암소에서 우유의 질과 생산성을 높이기 위하여 유선의 조기발달은 매우 중요하다. 낙농농가에서는 풍부한 에너지원을 공급함으로써 유선의 조기 발달을 유도할 수 있지만, 대량의 에너지원 공급으로 인한 이윤감소와 높은 에너지원의 공급으로 인한 우유 내 유용단백질 감소로 인한 우유의 질이 낮아지는 결과를 초래한다. 이 논문에서는 어린 암소의 유선발달에 적합한 에너지 섭취량을 조사하고 이에 따른 초유의 성분 분석 및 체외분석 모델을 개발함으로써 유선의 발달, 우유생산량의 증가, 우유의 질 향상을 통한 낙농농가의 소득증가를 목적으로 한다. 젖소는 생후 4개월령부터 총 에너지량에 차등을 주어 공급하였으며, 매달 송아지의 성장 및 혈액분석을 통해 송아지의 상태를 측정하였다. 첫 발정이 온 시점부터 인공수정을 실시하여 수정률을 측정하였다. 또한, 출산 후 첫번째 날과 세번째 날에 초유를 모아 단백질 성분분석을 실시하였다.
에너지 섭취량에 따른 유선발달의 큰 차이는 발견할 수 없었으나, 첫번째 발정이 오는 시기는 높은 에너지를 공급한 실험군에서 조금 더 빠른 시기에 발정이 오는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 조직학적 검사를 통해 높은 에너지군의 유선조직에서 더 많은 양의 지방조직이 존재하는 것을 확인할 수 있었으며, 우유의 주요 단백질인 Casein의 발현이 높은 에너지군의 유선조직에서 더 많이 발현하는 것을 확인할 수 있었다. 에너지 공급량에 따른 호르몬의 변화는 크게 차이가 없었으나 Somatomedin-C의 경우 낮은 에너지군에서 더 높은 것을 확인할 수 있었고 Progesterone과 Estradiol의 경우 높은 에너지군에서 더 높은 것을 확인할 수 있었다. 초유의 경우 낮은 에너지군에서 대부분의 면역관련 단백질이 유의 있게 높은 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 토대로 유선 상피세포인 MAC-T 세포를 이용하여 체외 유선발달 분석 모델을 개발하였다. 분화된 MAC-T 세포에 포도당의 농도를 다르게 처리하여 유선발달 관련 유전자와 Casein 관련 유전자를 분석한 결과, in-vivo 모델과 마찬가지로 낮은 포도당 처리군에서 유선발달과 우유관련 단백질이 많이 생산되는 것을 확인하였다. 또한 MAC-T세포와 지방세포인 분화된 3T3-L1세포를 공동 배양하여 유선 상피세포와 지방세포와의 관계를 확인한 결과, 지방세포의 비율이 증가할수록 우유 생산 관련 단백질인 Casein의 발현이 높았다. 이 연구는 높은 에너지의 공급을 통해 유선 내 지방세포의 증가를 초래하며 초기 우유의 품질을 낮아지게 하지만, 에너지의 공급이 일정할 경우 지방세포에 의해 우유의 생산량이 높아질 수 있음을 시사한다. 이 연구는 에너지 섭취량과 유선세포발달의 상관관계를 이해할 수 있으며, 체외모델을 통해 에너지대사를 통한 유선의 발달에 대하여 쉽고 빠르게 접근할 수 있을 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

In mammals, the mammary gland is a secretory organ that contains various types of cells. The early development of the mammary gland in heifers is very important for high milk quality and productivity. On dairy farms, the abundant supply of energy to the heifers can stimulate early mammary gland deve...

In mammals, the mammary gland is a secretory organ that contains various types of cells. The early development of the mammary gland in heifers is very important for high milk quality and productivity. On dairy farms, the abundant supply of energy to the heifers can stimulate early mammary gland development, whereas dairy farm profit and essential milk protein decrease if the energy supply is low. The purpose of this study was to investigate the energy intake levels required for developing mammary glands in heifers and to develop in vitro models of mammary gland for improving milk productivity and quality. The two experimental groups were fed either high or low energy diets from 4 months of age. Analyses of growth rates and hormone levels were performed monthly. The fertilization rates were measured by artificial insemination at the time of first estrus. In addition, colostrum was collected on the first and the third day after calving to compare differences in protein content between groups.
There was no significant difference in heifer body performance, but first estrus started slightly earlier in the high-energy intake group. In histological analyses, the high-energy intake group had much more fat-pad in their mammary gland tissues and higher levels of the predominant milk protein, casein. Somatomedin-C was higher in the low-energy intake group, whereas progesterone and estradiol were higher in the high-energy intake group. Colostrum collected at days 1 and 3 both had significant enrichment of immune-related proteins in the low-energy intake group. Based on these results, in vitro models for analyzing the correlation between mammary gland development and energy intake were designed using mammary alveolar cells (MAC-T). Differentiated MAC-T cells were treated with different concentrations of glucose. Cells treated with low levels of glucose expressed significantly higher levels of milk-related proteins and other genes related to mammary gland development. Moreover, MAC-T and the adipose precursor cells, 3T3-L1, were co-cultured to determine the effect of adipose tissue on mammary alveolar tissue. These results indicated a positive correlation between the number of adipocytes and increased the expression of milk-related proteins. Collectively, these results suggest that high energy intake leads to an increase in fat-pad levels in mammary tissue and lower milk quality. However, milk productivity may be positively affected by adipose tissue if the energy supply is consistent. Furthermore, these in vitro models are useful for understanding the correlation between energy intake and mammary gland development.

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