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문제 정의
- , 2010). 따라서 본 실험은 면역 관련 친염증 사이토카인을 비림프 면역 기관(간)과 림프 면역 기관(흉선)에서 조사하였다. 특히 IL-1β, IL-6, IL-10, IFN-γ 등과 같은 친염증 사이토카인은 간과 비장 등 면역 조직에 널리 발현되는 것으로 면역 염증 작용에 중요한 역할을 한다(Hong et al.
- 따라서 본 연구는 우리나라에서 가장 많이 사육되는 육계 품종(Ross vs. Cobb)에서 하절기 고온기의 사육 밀도(표준 밀도 vs. 고밀도)가 생산성, 면역 관련 사이토카인 및 항산화 효소의 발현을 조사하여 품종과 사육 밀도가 체내 생리적 지표의 반응에 미치는 영향에 대하여 알아보고자 하였다.
- 본 실험은 육계 품종(Ross vs. Cobb) 및 사육 밀도(표준 밀도구, 0.046 m2/수 vs. 고밀도구, 0.023 m2/수)가 생산성, 장기무게, 혈액 corticosterone, 친염증 사이토카인과 항산화 효소의 mRNA 발현에 미치는 영향을 조사하기 위해 실시하였다. 전체 사육 기간 동안 품종에 따른 생산성 지표들은 차이가 없었으나, 사육 밀도에 따른 사양 성적은 두 품종 모두 고밀도 사육구(HD)에서 표준 밀도구(SD)에 비해 체중과 사료 섭취량이 유의적으로 감소하였다(P<0.
제안 방법
- 조직을 RNAzol 용액에서 균질화한 후 chloroform을 혼합한 후 원심분리하고. 2-propanol을 혼합하여 RNA를 침전시켜 분리하며 분리된 RNA를 이용하여 즉시 cDNA를 합성하였다.
- PCR 반응물은 cDNA(10 ng) 5 μL, primer(5 pmole)는 각각 0.5 μL, SYBR Green 10 μL, ddH2O 4 μL를 넣어 총 20 μL가 되도록 혼합하고, 95℃ 3분간 최초 변성을 시킨 다음, 95℃ 15초간 변성, 60℃에서 15초간 접합, 72℃ 40 초간 확장 과정을 40회 반복 실시하였다.
- 각 처리군 별(n=6)로 선택한 공시동물의 조직으로부터 RNAsol™kit(TEL-TEST, INC)을 이용하여 total RNA를 추출하였다.
- 75%가 함유되도록 배합하였다. 시험 사료는 매일 일정량 무게를 측정하여 닭이 충분히 먹을 수 있도록 자유 급여하고, 음수는 자동 니플기로서 급여하였다. 사양 관리는 경남과학기술대학교 부속 동물사육장의 관행에 준하여 여름철 고온기(8월 1일∼9월 6일)에 33일간 케이지에서 사육하였다.
- 시험 설계로서 시험구는 각 품종별 표준 밀도구 5수/케이지(SD, n=10, 0.046 m2/두, 닭 사육시설 소요 면적 농림부고시 제 2004-89호에 준함), 고밀도구 10수/케이지(HD, n= 10, 0.023 m2/두)를 완전임의 배치하여 2×2 요인 시험으로서 하절기에 3∼35일령까지 사양 시험을 실시하였다.
- 본 시험에 사용한 사료는 옥수수, 밀, 대두박 등을 위주로 배합하고, 대사 에너지, 조단백질 및 기타 영양소 수준은 한국사양표준에 근거하여 제조한 육계 전기(3∼21 일령) 및 후기(22∼35 일령) 상업용 사료를 구입하여 사용하였다. 육계 전기 사료는 조단백질 22%, lysine 1.38%, 대사 에너지 3.10 Mcal/kg, 조지방 4.0%, 조섬유 8.0%, 조회분 8.0%, Ca 0.8%, P 1.0%으로 구성되었으며, 후기 사료는 조단백질 18.5%, lysine 1.08%, 대사 에너지 3.20 Mcal/kg, 조지방 4.0% 조섬유, 8.0%, 조회분 8.0%, Ca 0.9% 및 P 0.75%가 함유되도록 배합하였다. 시험 사료는 매일 일정량 무게를 측정하여 닭이 충분히 먹을 수 있도록 자유 급여하고, 음수는 자동 니플기로서 급여하였다.
- 육계 품종(Ross vs. Cobb)별 하절기 사육 밀도(표준 밀도구, 0.046 m2/두 vs. 고밀도구, 0.023 m2/두)에 따른 사육 기간별 생산성을 조사하기 위해 체중은 시험 개시, 21일령 및 35일령에 각각 측정하여 증체량을 조사하고 사료 요구율은 사육 기간 별 평균 섭취량을 측정하여 평균 증체량으로 나누어 계산하였다. 이어서 각 처리구별 평균 체중에 가까운 6수(n=6)를 선택하여 혈액, 간, 비장 등을 채취하고, 장기는 체중 100 g당 상대적 무게로 나타내었다.
- 철망 케이지는 가로 90 cm, 세로 90 cm, 높이 66 cm의 크기로서 앞부분에 사료 통이 달려 있고, 뒷부분에 자동 음수 장치가 부착된 형태이다. 점등은 전 사양 기간 동안 24시간 종일 전등을 실시하였고, 계사 온도는 일령별로 32℃에서 24℃까지 사육실 온도 관리 프로그램에 따라 환기량을 조절하였다. 본 시험 동안 실제 계사 온도를 측정한 결과는, 35∼28℃로 조사되었다.
- 다시 94℃ 1분간 재접합 과정을 거친 후, 55℃에서 1분간 재확장 과정을 실시하였다. 최종적으로 55℃에서 0.5℃씩 상승시켜 형광 접합 물질인 SYBR Green이 분리되어 나오는 마지막 과정을 실시하였다. Internal (housekeeping) 유전자로서 RPL27(Ribosomal protein L27)을 모든 샘플에서 증폭하여 각 유전자의 상대적 발현량을 비교하여 정량하였으며, 유전자의 상대적 발현량은 ∆Ct 값과 2—∆∆Ct 방법(Livak and Schmittgen, 2001)으로 표시하였다.
- 친염증 사이토카인으로 interleukin-1β(IL-1β), IL-6, IL-18, interferon-γ(IFN-γ), 항산화 효소로서 superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase(GPX), catalase(CAT) 등의 mRNA 발현을 분석하였다.
대상 데이터
- 본 시험에 사용한 사료는 옥수수, 밀, 대두박 등을 위주로 배합하고, 대사 에너지, 조단백질 및 기타 영양소 수준은 한국사양표준에 근거하여 제조한 육계 전기(3∼21 일령) 및 후기(22∼35 일령) 상업용 사료를 구입하여 사용하였다.
- 시험 동물은 육계 수컷 1일령 Ross와 Cobb 품종 각각 150수로서, 육계 계열화 회사에서 공급받아 2일간의 적응 기간을 거처 3일령(평균 체중, 33.05±0.79 g)에 시험에 공시하였다.
데이터처리
- 육계 품종 및 사육 밀도에 따른 체중, 장기 무게 및 유전자의 mRNA 발현량을 Proc-GLM(SAS, 1996)에 따른 상호작용 효과가 포함된 2×2 요인 분석 모형에 의해 분석되었고, 처리 간 비교는 LSMEANS에 의해 P<0.05 수준에서 유의성 검정을 실시하였다.
이론/모형
- Internal (housekeeping) 유전자로서 RPL27(Ribosomal protein L27)을 모든 샘플에서 증폭하여 각 유전자의 상대적 발현량을 비교하여 정량하였으며, 유전자의 상대적 발현량은 ∆Ct 값과 2—∆∆Ct 방법(Livak and Schmittgen, 2001)으로 표시하였다.
- 친염증 사이토카인으로 interleukin-1β(IL-1β), IL-6, IL-18, interferon-γ(IFN-γ), 항산화 효소로서 superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase(GPX), catalase(CAT) 등의 mRNA 발현을 분석하였다. Real-time PCR은 MyiQ(Bio-Rad, USA)을 이용하여 다음과 같은 방법으로 실시하였다. qRTPCR을 위한 각 유전자의 primer의 정보는 Table 1에 제시한 바와 같다.
- 각 처리군 별(n=6) 혈장에서 스트레스 호르몬인 corticosterone 수준은 corticosterone EIA kit(Catalog No ADI-901-097, Enzo Life Science)을 이용하여 회사의 권장법에 따라 ELISA (Vmax, Molecular Device Co.)로서 405 nm에서 분석하였다.
성능/효과
- 육계 품종 및 사육 밀도가 혈액 corticosterone 농도에 미치는 영향은 Table 4에서 나타낸 바와 같다. Ross 및 Cobb 품종 모두 고밀도 사육구(HD)에서 corticosterone 농도가 수치상 증가되었으나, 개체별 변이가 커서 통계적 유의차는 없었다. 또한 통계적 차이 없이 Cobb 품종이 Ross 품종보다 고밀도 사육에 따른 corticosterone 농도가 증가되는 것으로 나타났다.
- Ross 및 Cobb 품종 모두 고밀도 사육구(HD)에서 corticosterone 농도가 수치상 증가되었으나, 개체별 변이가 커서 통계적 유의차는 없었다. 또한 통계적 차이 없이 Cobb 품종이 Ross 품종보다 고밀도 사육에 따른 corticosterone 농도가 증가되는 것으로 나타났다. 이러한 결과로 보아 품종과 사육 밀도에 따른 스트레스 정도는 개체별로 상당한 변이를 가지며, 본 실험에서 설정한 사육 밀도가 육계의 스트레스 호르몬 농도를 증가시키지는 않는 것으로 나타났다.
- 먼저 간 조직에서 친염증 사이토카인(IL-1β, IL-6, IL-18 및 IFN-γ) mRNA 발현은 품종에 따른 차이가 없는 것으로 나타났다(Table 5).
- , 2009). 본 연구 결과, 사육 밀도에 따라 Cobb종에서 비장의 IL-18 발현이 유의적인 차이를 보였지만, 대부분의 친염증 사이토카인 mRNA 발현은 품종과 사육 밀도에 따라 특이적 영향을 받지 않았다. 이러한 이유로서 육계를 35일령 동안 장기 사육하면서 이미 닭들이 사육 밀도 스트레스에 적응하여 이들 사이토카인 발현에 영향을 거의 미치지 않았다고 생각할 수 있다.
- 본 연구에서 Ross와 Cobb 품종 모두 고밀도 사육구에서 표준 밀도구에 비해 체중, 증체 및 사료 섭취량이 현저히 감소되었으나, 품종 간 이들 생산성 지표의 차이는 없었다. 사육 밀도가 육계의 생산성에 미치는 본 실험의 결과는 지금까지 실시된 선행 연구들과 거의 일치한다(Beloor et al.
- , 2002). 본 연구에서는 체내에서 가장 중요한 대사 기관인 간에서 항산화 방어 작용에 관여하는 효소의 품종 간 발현 차이는 PHS에 의한 급사병 예방과 질병 저항성에 중요한 지표로 사용될 수 있으며, Ross가 Cobb종에 비해 간에서 고밀사 사육 시 이들 효소의 발현이 증가되는 것으로 나타났다. 본 연구 결과와 유사하게 Altan et al.
- 비장 조직에서 조사한 대부분의 친염증 사이토카인은 품종 및 사육 밀도에 따른 차이가 없었으나, IL-1 superfamily 계통인 IL-18 mRNA 발현은 고밀도 사육 시 Cobb종에서 유의하게 발현이 감소(P<0.05)되었다(Table 6).
- 사육 밀도 요인에 따른 차이를 보면, SOD, GPX 및 CAT의 mRNA 발현이 모두 고밀도 사육구에서 현저히 증가되는 것으로 나타났다(P<0.05).
- 사육 밀도 요인에 따른 차이를 보면, SOD, GPX 및 CAT의 mRNA 유전자 발현이 모두 고밀도 사육구(HD)에서 현저히 증가되었으며(P<0.05), Ross종에서 Cobb종보다 고밀도 사육에 따른 반응의 차이가 큰 것으로 관찰되었다.
- 사육 전기(3∼21 일령) 및 후기(22∼35 일령)의 체중, 증체량, 사료 섭취량 및 사료 요구율은 품종에 따른 차이는 없는 것으로 나타났다(Table 2).
- 육계 품종 및 사육 밀도에 따른 친염증 사이토카인과 항산화 효소의 mRNA 발현 양상으로 간 조직에서 이들 사이토카인(IL-1β, IL-6, IL-18 및 IFN-γ) mRNA 발현은 품종과 사육 밀도에 따른 차이가 없었다.
- 또한 통계적 차이 없이 Cobb 품종이 Ross 품종보다 고밀도 사육에 따른 corticosterone 농도가 증가되는 것으로 나타났다. 이러한 결과로 보아 품종과 사육 밀도에 따른 스트레스 정도는 개체별로 상당한 변이를 가지며, 본 실험에서 설정한 사육 밀도가 육계의 스트레스 호르몬 농도를 증가시키지는 않는 것으로 나타났다.
- 023 m2/두)에 따른 사육 기간별 생산성을 조사하기 위해 체중은 시험 개시, 21일령 및 35일령에 각각 측정하여 증체량을 조사하고 사료 요구율은 사육 기간 별 평균 섭취량을 측정하여 평균 증체량으로 나누어 계산하였다. 이어서 각 처리구별 평균 체중에 가까운 6수(n=6)를 선택하여 혈액, 간, 비장 등을 채취하고, 장기는 체중 100 g당 상대적 무게로 나타내었다. 모든 샘플은 액체질소에 냉동하여 -70℃에서 분석 시까지 보관하였다.
- 전체 사육 기간 동안 품종에 따른 생산성 지표들은 차이가 없었으나, 사육 밀도에 따른 사양 성적은 두 품종 모두 고밀도 사육구(HD)에서 표준 밀도구(SD)에 비해 체중과 사료 섭취량이 유의적으로 감소하였다(P<0.05).
- 체중에 따른 면역 장기(간과 비장)의 상대적 무게는 품종에 따른 유의적 차이를 보이는 것으로 관찰되었으며(P<0.05), 특히 Ross종은 Cobb종보다 이들 장기의 무게가 현저히 높은 것으로 나타났다(P<0.05).
- 08% 사료를 급여한 것도 두 품종이 비슷한 증체를 보인 원인이 될 수 있을 것으로 해석된다. 품종 간 장기 무게를 조사한 결과, 본 연구는 Ross 종이 Cobb보다 간과 비장의 상대적 무게는 유의적으로 증가되었으나, 사육 밀도에 따른 면역장기의 무게는 차이가 없었다. Wijtten et al.
- 한편 항산화 효소의 mRNA 발현을 조사한 결과, SOD와 CAT 효소는 품종 및 사육 밀도 요인에 따라 모두 유의적인 차이가 있었다(P<0.05).
- (2003)은 Ross와 Cobb 종에서 각각 열 스트레스를 가했을 때, Ross 종에서 혈액의 SOD, CAT 및 GPX 활성도가 증가되는 것으로 보고하였다. 한편, 비장에서도 품종 간 유의적인 차이가 관찰되었으나, Cobb종에서 고밀도 사육에서 다소 발현이 증가되는 것으로 나타나, 품종 및 장기에 따라 발현율에 차이가 있었다. Iqbal et al.
- 한편, 사육 밀도에 따른 사양 성적을 살펴보면, 사육 전기부터 후기까지 Ross 및 Cobb 두 품종 모두 고밀도사육구(HD)에서 표준 밀도구(SD)에 비해 체중과 사료 섭취량이 유의적으로 감소하였으나(P<0.05), 사료 요구율은 차이가 없었다.
- 한편, 항산화 유전자인 GPX mRNA 발현은 품종에 따라 현저한 반응의 차이를 보였으며(P<0.05), Ross 품종이 Cobb 품종보다 GPX mRNA 발현이 낮았다.
- 한편, 항산화 유전자인 GPX mRNA 발현은 품종에 따라 현저한 반응의 차이를 보였으며(P<0.05), Ross종에서 Cobb종보다 GPX mRNA 발현이 낮은 것으로 나타났다.
- 항산화 효소 mRNA 발현은 품종 및 사육 밀도 요인에 따라 SOD와 CAT에서 유의적 차이가 있었다(P<0.05).
- 05), 사육 밀도에 따른 차이는 없었다. 혈액 corticosterone 농도는 품종 및 사육 밀도에 따른 통계적 차이는 없는 것으로 나타났다. 육계 품종 및 사육 밀도에 따른 친염증 사이토카인과 항산화 효소의 mRNA 발현 양상으로 간 조직에서 이들 사이토카인(IL-1β, IL-6, IL-18 및 IFN-γ) mRNA 발현은 품종과 사육 밀도에 따른 차이가 없었다.
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