授乳の最初の週に発生するホルスタイン乳製品牛乳脂肪球膜プロテオームのシフトは、パリティの影響を受けます

背景：乳脂肪球膜（MFGM）の初乳と遷移乳のプロテオームは、新生児の子牛の健康にとって重要な可能性が高いタンパク質の豊富な源です。さらに、これらのプロテオームの特性評価は、産後初期の授乳中の牛の乳腺生理学に関する貴重な情報をもたらす可能性もあります。この研究の目的は、最初の搾乳（M1、初乳）、2番目の搾乳（M2、遷移ミルク）、4番目の搾乳（M4、トランジションミルク牛乳を含む4つの時点でサンプルコレクションを介して、初乳および遷移ミルクのMFGMプロテオームを特徴付けることでした。）、および14番目の搾乳（M14、成熟牛乳）、およびこれらのプロテオームを多能と比較して（MP;n = 10）および原始（pp; n = 10）ホルスタイン乳牛。分離されたMFGMタンパク質は、タンデム質量タグ付けを使用して標識され、液体クロマトグラフィータンデム質量分析（LC-MS/MS）を使用して分析されました。プロテオーム発見者2.2のマスコットと隔離を使用してタンパク質の同定が完了しました。スケーリングされた存在量値は、SASで混合されたProcを使用して分析し、搾乳（MIL）、パリティ（PAR）、およびMIL×PARの効果を決定しました。適応誤検出率（FDR）調整されたP値は、ProCマルチテストを使用して決定されました。Panther、Blast、およびUniprotの組み合わせを使用して、タンパク質の特性評価とバイオインフォマティック分析が完了しました。 結果：各MFGMサンプルで合計104個の一般的なタンパク質が同定されました。統計分析により、同定されたタンパク質の70.2％がMILの影響を受けたことが明らかになりました。これらのうち、免疫関連タンパク質ラクトトランスフェリン、ラクタダヘリン、ヘモペキシンを含むM1と比較して、M14で78.1％が低かった。パリティは、タンパク質の44.2％に影響を与えました。PARの影響を受けたタンパク質のうち、84.8％は、アポリポタンパク質Eおよびヒストン2a、2b、3、および4 bを含むPP牛と比較してMP牛で高かった。ブチロフィリンサブファミリー1メンバー1Aおよびアネキシン5は、PP牛のサンプルで高かった。搾乳×パリティは、ラクトトランスフェリン、ゲルソリン、ビタミンD結合タンパク質、およびS100タンパク質を含む同定されたタンパク質の32.7％に影響を与えました。 結論：この研究では、ホルスタインMFGMプロテオームが授乳の最初の週に急速に変化するという以前の発見をサポートしています。さらに、この研究では、初乳および遷移ミルクMFGMプロテオームに対するパリティの影響を特定します。これは、牛乳を給餌した子牛の健康や乳腺機能性のタンパク質バイオマーカーの同定に重要です。

BACKGROUND: The milk fat globule membrane (MFGM) proteomes of colostrum and transition milk are rich sources of proteins that are likely important for neonatal calf health. In addition, characterization of these proteomes could also yield valuable information regarding mammary gland physiology of the early postpartum lactating cow. The objectives of this research were to characterize the MFGM proteomes of colostrum and transition milk through sample collections at four timepoints postpartum, including the first milking (M1, colostrum), second milking (M2, transition milk), fourth milking (M4, transition milk), and fourteenth milking (M14, mature milk), and compare these proteomes between multiparous (MP; n = 10) and primiparous (PP; n = 10) Holstein dairy cows. Isolated MFGM proteins were labeled using Tandem Mass tagging and analyzed using liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). Protein identification was completed using MASCOT and Sequest in Proteome Discoverer 2.2. The scaled abundance values were analyzed using PROC MIXED in SAS to determine the effects of milking (MIL), parity (PAR), and MIL × PAR. The adaptive false-discovery rate (FDR)-adjusted P values were determined using PROC MULTTEST. Protein characterization and bioinformatic analysis were completed using a combination of PANTHER, Blast, and Uniprot. RESULTS: A total of 104 common proteins were identified in each of the MFGM samples. Statistical analysis revealed that 70.2% of identified proteins were affected by MIL. Of these, 78.1% were lower in M14 compared with M1, including immune-related proteins lactotransferrin, lactadherin and hemopexin. Parity affected 44.2% of proteins. Of the proteins affected by PAR, 84.8% were higher in MP cows compared with PP cows, including apolipoprotein E and histones 2A, 2B, 3, and 4 b. Butyrophilin subfamily 1 member 1A and annexin 5 were higher in samples from PP cows. Milking × parity affected 32.7% of identified proteins, including lactotransferrin, gelsolin, vitamin D binding protein, and S100 proteins. CONCLUSIONS: This research supports previous findings that the Holstein MFGM proteome changes rapidly during the first week of lactation. In addition, this research identifies the impact of parity on the colostrum and transition milk MFGM proteomes, which may be important for milk-fed calf health or for the identification of protein biomarkers for mammary functionality.