Uterine sterilization is important for improving fertility in cattle. This study compared bacterial flora in the uterus between healthy and repeat breeder cows (RBCs). The uterine flushing of six heifers, 13 healthy HanWoo cows and eight RBCs (HanWoo) were sampled, and 15 frozen semen samples were s...
Uterine sterilization is important for improving fertility in cattle. This study compared bacterial flora in the uterus between healthy and repeat breeder cows (RBCs). The uterine flushing of six heifers, 13 healthy HanWoo cows and eight RBCs (HanWoo) were sampled, and 15 frozen semen samples were selected. Overall, 35 bacteria were identified from in HanWoo uterine flushing and semen. The bacterial genera identified from HanWoo uterine flushing were Alloiococcus, Bacillus, Enterobacter, Enterococcus, Erysipelothrix, Gardnerella, Granulicatella, Kocuria, Pantoea, Pasteurella, Rothia, Serratia, Sphingomonas, Staphylococcus, Stenotrophomonas and Streptococcus. The bacterial genera identified from HanWoo semen were Bacillus, Escherichia, Kocuria, Oligella, Pseudomonas, Serratia, Sphingomonas, Staphylococcus, Stenotrophomonas and Streptococcus. The prevalence and presence of the identified bacteria between healthy cows and RBCs differed significantly. Further studies are needed to determine the role of these bacteria in the uterus of HanWoo cattle with reproductive disorder.
Uterine sterilization is important for improving fertility in cattle. This study compared bacterial flora in the uterus between healthy and repeat breeder cows (RBCs). The uterine flushing of six heifers, 13 healthy HanWoo cows and eight RBCs (HanWoo) were sampled, and 15 frozen semen samples were selected. Overall, 35 bacteria were identified from in HanWoo uterine flushing and semen. The bacterial genera identified from HanWoo uterine flushing were Alloiococcus, Bacillus, Enterobacter, Enterococcus, Erysipelothrix, Gardnerella, Granulicatella, Kocuria, Pantoea, Pasteurella, Rothia, Serratia, Sphingomonas, Staphylococcus, Stenotrophomonas and Streptococcus. The bacterial genera identified from HanWoo semen were Bacillus, Escherichia, Kocuria, Oligella, Pseudomonas, Serratia, Sphingomonas, Staphylococcus, Stenotrophomonas and Streptococcus. The prevalence and presence of the identified bacteria between healthy cows and RBCs differed significantly. Further studies are needed to determine the role of these bacteria in the uterus of HanWoo cattle with reproductive disorder.
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문제 정의
이처럼 미생물에 의한 생식기 감염은 다양한 질병을 유발하여 수태율을 떨어뜨리기 때문에 매우 중요하게 인식되고 있음에도 불구하고, 한우를 대상으로 한 연구는 거의 없다. 따라서 본 연구에서는 국내에서 사육되고 있는 한우를 대상으로 자궁 내 세균총을 조사하였으며, 또한 인공수정용 정액을 대상으로 균 분리 및 동정을 통해 발견된 세균들의 분포를 조사하였다.
이처럼 병원성 세균에 의해 발생할 수 있는 번식장애를 예방하기 위해 효과적인 진단과 치료가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 정상번식 한우와 번식장애 한우의 자궁 세척액, 인공수정용 정액을 대상으로 분리 동정된 세균에 대한 특성을 조사하였다. 자궁 세척액에 대한 균 검출률은 미경산우 100%, 정상번식 한우 53.
제안 방법
자궁 세척액을 채취하기 위해 고압 멸균된 생리식염수를 40 mL씩 준비하였으며, 세척액의 자궁 내 삽입과 회수를 위하여 Foley balloon catheter(Rüsch, Germany)를 사용하였다.
철심이 연결된 catheter는 sheath(IMV Technologies, France) 로 보호한 상태로 한우의 자궁경을 통과시켜 자궁각 부근까 지 삽입하여 고정한 후, 철심을 제거하였다. 자궁 세척액을 회수하기 위해 60 mL 관류용 주사기(Hwajin, Korea)로 생리식염수를 40 mL씩 담아 자궁 내로 관류액을 유입시키고, 다시 회수하는 순환관류법을 사용하여 개체별로 자궁 세척액을 회수하였다. 회수방법은 주사기와 catheter를 연결한 후, 주사기 내의 생리식염수를 직접 자궁 내로 주입하고, 다시 흡입시켜 개체에 따라 1회 또는 2회 반복 채취하였다.
자궁 세척액을 회수하기 위해 60 mL 관류용 주사기(Hwajin, Korea)로 생리식염수를 40 mL씩 담아 자궁 내로 관류액을 유입시키고, 다시 회수하는 순환관류법을 사용하여 개체별로 자궁 세척액을 회수하였다. 회수방법은 주사기와 catheter를 연결한 후, 주사기 내의 생리식염수를 직접 자궁 내로 주입하고, 다시 흡입시켜 개체에 따라 1회 또는 2회 반복 채취하였다. 회수된 자궁 세척액은 Falcon 50 mL conical tube(Becton, Dickinson and Company, USA)에 담아 저온상태로 실험실로 운반하여 분석에 사용하였다.
각 시료는 Difco MacConkey agar(Becton, Dickinson and Company)와 Difco blood agar(Becton, Dickinson and Company)에 100 µL씩 도말하였다.
분리된 단일 집락은 새로운 Difco blood agar(Becton, Dickinson and Company)에 각각 접종하여 동일한 조건으로 배양한 뒤 Gram 염색을 통해 그람양성균과 그람음성균으로 분류하였으며, VITEK II system(BioMérieux, USA)을 이용하여 균을 동정하였다.
각 시료는 Difco MacConkey agar(Becton, Dickinson and Company)와 Difco blood agar(Becton, Dickinson and Company)에 100 µL씩 도말하였다. 5% CO2 일반 호기성 조건과 통성 혐기성 조건(BBL GasPak Systems; Becton, Dickinson and Company)으로 37℃에서 48~72시간 동안 배양한 후 관찰된 집락을 모양과 색깔별로 분류하였다. 분리된 단일 집락은 새로운 Difco blood agar(Becton, Dickinson and Company)에 각각 접종하여 동일한 조건으로 배양한 뒤 Gram 염색을 통해 그람양성균과 그람음성균으로 분류하였으며, VITEK II system(BioMérieux, USA)을 이용하여 균을 동정하였다.
강원도에 위치한 두 개의 한우 사육농가를 대상으로 미발정주기 암소를 선택하여 정상번식 경산우 13두와 번식장애 경산우 8두 그리고 대조군으로 미경산우 6두의 자궁 세척액을 각각 채취하였다. 또한 실험에 사용된 동결정액은 시중에서 판매되고 있는 한우 인공수정용 정액을 무작위로 15개 선택하여 액체질소 탱크에 보관한 후 실험에 사용하였다.
강원도에 위치한 두 개의 한우 사육농가를 대상으로 미발정주기 암소를 선택하여 정상번식 경산우 13두와 번식장애 경산우 8두 그리고 대조군으로 미경산우 6두의 자궁 세척액을 각각 채취하였다. 또한 실험에 사용된 동결정액은 시중에서 판매되고 있는 한우 인공수정용 정액을 무작위로 15개 선택하여 액체질소 탱크에 보관한 후 실험에 사용하였다. 자궁 세척액을 채취하기 위해 고압 멸균된 생리식염수를 40 mL씩 준비하였으며, 세척액의 자궁 내 삽입과 회수를 위하여 Foley balloon catheter(Rüsch, Germany)를 사용하였다.
성능/효과
미경산 한우의 자궁 내 세균총을 조사하기 위해 6개체의 자궁 세척액에서 분리된 균을 분석한 결과 모든 개체에서 1개 이상의 균이 검출되었다(Table 1). 검출된 균은 10종으로 S.
미경산 한우의 자궁 내 세균총을 조사하기 위해 6개체의 자궁 세척액에서 분리된 균을 분석한 결과 모든 개체에서 1개 이상의 균이 검출되었다(Table 1). 검출된 균은 10종으로 S. lentus, Bacillus(B.) pumilus, Serratia plymuthica, S. vitulinus, B. licheniformis, Enterococcus casseliflavus, Kocuria (K.) rosea, Sphingomonas paucimobilis, S. sciuri 그리고 S. xylosus로 나타났다. 그중 B.
xylosus로 나타났다. 그중 B. pumilus는 5개체에서 발견되 어 83.3%의 매우 높은 수준의 검출률을 나타냈으며, S. lentus와 S. vitulinus는 각각 2개체에서 발견되어 33.3%의 검출률을 보였다.
정상번식 한우의 자궁 내 세균총을 조사하기 위해 13개체의 자궁 세척액에서 분리된 균을 분석한 결과 7개체에서 균이 검출되었으며, 1개체에서는 균이 검출되지 않았고, 5개체 에서는 균이 분리되었지만 VITEK II system(bioMerieux)으로 동정되지 않았다(Table 1). 검출된 균은 9종으로 Granulicatella(G.
pumilus로 나타났다. 그중 S. lentus는 4개 체에서 발견되어 30.7%의 검출율을 나타냈으며, E. casseli-flavus는 2개체에서 발견되어 15.3%의 검출률을 보였다.
번식장애 한우의 자궁 내 세균총을 조사하기 위해 8개체 의 자궁 세척액에서 분리된 균을 분석한 결과 1개체를 제외한 나머지 7개체에서 1개 이상의 균이 검출되었다(Table 2). 검출된 균은 12종으로 Enterobacter aerogenes, Erysipelothrix rhusiopathiae, Rothia mucilaginosa, Sphingomonas paucimobilis, Stenotrophomonas maltophilia, Streptococcus alactolyticus, G.
번식장애 한우의 자궁 내 세균총을 조사하기 위해 8개체 의 자궁 세척액에서 분리된 균을 분석한 결과 1개체를 제외한 나머지 7개체에서 1개 이상의 균이 검출되었다(Table 2). 검출된 균은 12종으로 Enterobacter aerogenes, Erysipelothrix rhusiopathiae, Rothia mucilaginosa, Sphingomonas paucimobilis, Stenotrophomonas maltophilia, Streptococcus alactolyticus, G. adiacens, Alloiococcus otitis, S. chromogenes, K. rosea, Gardnerella vaginalis 그리고 Pasteurella canis로 나타났다. 그 중 G.
rosea, Gardnerella vaginalis 그리고 Pasteurella canis로 나타났다. 그 중 G. adiacens는 4개체에서 발견되어 50%의 높은 수준의 검출률을 나타냈으며, Streptococcus alactolyticus와 K. rosea는 3개체에서 발견되어 37.5%, Sphigomonas paucimobilis는 2개체에서 발견되어 25%의 검출률을 보였다.
한우 정액 내 세균의 분포를 조사하기 위해 15개의 인공 수정용 정액에서 분리된 균을 분석한 결과 9개의 시료에서 균이 검출되었으며, 3개의 시료에서는 균이 검출되지 않았고, 나머지 3개의 시료에서는 균이 분리되었지만 VITEK II system(bioMerieux)으로 동정되지 않았다(Table 3). 검출된 균은 13종으로 K.
homonis subsp. hominis, Escherichia coli, Oligella ureolytica, Pseudomonas pseudoalcaligenes, Serratia marcescens, Stenotrophomonas maltophilia, B. sporothermodurans 그리고 K. varians로 나타났다. 그중 Sphigomonas paucimobilis와 Streptococcus uberis는 3개의 시료에서 관찰되어 20%의 검출률을 보였다.
varians로 나타났다. 그중 Sphigomonas paucimobilis와 Streptococcus uberis는 3개의 시료에서 관찰되어 20%의 검출률을 보였다.
따라서 본 연구에서는 정상번식 한우와 번식장애 한우의 자궁 세척액, 인공수정용 정액을 대상으로 분리 동정된 세균에 대한 특성을 조사하였다. 자궁 세척액에 대한 균 검출률은 미경산우 100%, 정상번식 한우 53.8%, 저수태우 87.5% 그리고 인공수정용 정액에서는 60%를 나타냈으며, VITEK II system에 의해 동정이 되지 않은 세균을 포함하면 더 높을 것으로 생각된다. 동정된 세균의 종류는 총 35종으로 자궁 세척액에서 24종, 정액에서 13종을 나타냈으며, 그중 2종(Sphingomonas paucimobilis, Stenotrophomonas maltophilia)이 자궁 세척액과 정액에서 중복으로 관찰되었다.
5% 그리고 인공수정용 정액에서는 60%를 나타냈으며, VITEK II system에 의해 동정이 되지 않은 세균을 포함하면 더 높을 것으로 생각된다. 동정된 세균의 종류는 총 35종으로 자궁 세척액에서 24종, 정액에서 13종을 나타냈으며, 그중 2종(Sphingomonas paucimobilis, Stenotrophomonas maltophilia)이 자궁 세척액과 정액에서 중복으로 관찰되었다. 최근에 보고된 미발정주기 암소의 자궁 내 세균 분석과 비교해보면 미경산 한우의 자궁 내에서 4종(Sphingomonas paucimobilis, S.
결론적으로 한우의 자궁과 정액 내에서 분리 동정된 다수의 미생물은 대부분 비병원성으로 크게 문제가 되지 않는 세균이지만, 번식장애 한우의 개체에서는 치명적인 증상을 일 으킬 수 있는 병원성 세균이 분리되었다. 앞으로도 지속적인 연구를 통해 정상번식 한우와 번식장애 한우의 자궁 내 세균총이 확립된다면 저수태우의 원인을 밝히는 데 도움이 될 것으로 생각한다.
검출된 균은 9종으로 Granulicatella(G.) elegans, S. lentus, Enterococcus(E.) casseli-flavus, Erysipelothrix rhusiopathiae, B. lentus, Sphigomonas 그리고 B. pumilus로 나타났다.
후속연구
결론적으로 한우의 자궁과 정액 내에서 분리 동정된 다수의 미생물은 대부분 비병원성으로 크게 문제가 되지 않는 세균이지만, 번식장애 한우의 개체에서는 치명적인 증상을 일 으킬 수 있는 병원성 세균이 분리되었다. 앞으로도 지속적인 연구를 통해 정상번식 한우와 번식장애 한우의 자궁 내 세균총이 확립된다면 저수태우의 원인을 밝히는 데 도움이 될 것으로 생각한다. 또한 본 연구에서 분리된 세균총을 대상으로 항생제 감수성 또는 항균효과에 대해 시험을 해볼 필요도 있다고 본다.
앞으로도 지속적인 연구를 통해 정상번식 한우와 번식장애 한우의 자궁 내 세균총이 확립된다면 저수태우의 원인을 밝히는 데 도움이 될 것으로 생각한다. 또한 본 연구에서 분리된 세균총을 대상으로 항생제 감수성 또는 항균효과에 대해 시험을 해볼 필요도 있다고 본다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
인공수정 시, 세균에 오염된 생식세포의 보급이 위험할 수 있는 이유는 무엇인가?
특히 상업화된 인공수정용 정액으로부터 Stenotrophomonas maltophilia, Staphylo- coccus(S.) sciuri 등을 비롯하여 다양한 세균이 발견되고 있 으며 [8, 27], 이 같은 세균들에 의한 자궁 내 감염은 정자의 운동성과 배아의 발달에 심각한 영향을 줄 수 있다 [9]. 게다가 병원성 세균에 의한 자궁 내 감염은 염증 또는 면역 반응의 유도로 인해 수태에 필요한 사이토카인 또는 호르몬에 나쁜 영향을 초래할 수 있다.
저수태우의 원인은 무엇이 있는가?
저수태우의 원인으로는 초기 배아의 사멸, 배란 이상, 자궁내막의 손상, 스트레스, 호르몬 분비의 이상 등 매우 다양 하지만 [15, 22, 23], 특히 세균에 의한 자궁 내 감염은 다양한 질병을 일으킬 수 있고 생식기관 내 환경을 변화시켜 수태율을 저하하는 원인이 되기 때문에 매우 중요하게 인식 되고 있다. 특히 출산 전 자궁 내강은 무균상태여야 하지만 다양한 미생물이 검출되고 있으며, 생식기 감염으로 인해 시 상하부, 뇌하수체 그리고 난소에 영향을 미쳐 수태에 필요한 호르몬 불균형을 초래하며, 수태되어도 태아의 재흡수 또는 유산 등을 일으킬 수 있다 [24].
저수 태우란 무엇인가?
하지만 번식 장애우의 발생 빈도가 상승함으로 인해 지난 25년간 전 세계적 으로 번식우의 출산율은 60%에서 30~40%로 감소하였다 [19]. 특히 난소를 포함한 생식기관에 특별한 임상 증상이 없 음에도 불구하고 인공수정 시 3회 이상 수태되지 않는 저수 태우(repeat breeder cow)는 번식장애 발생 유형 중 가장 큰 비중을 차지하고 있으며, 그 비율은 젖소의 경우 10~20%, 육우에서는 20% 전후, 한우에서는 10.8~16.
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