泌乳早期高产奶牛亚临床维生素E缺乏的血清生物标示物筛选与确证

At present,subclinical vitamin E deficiency has become a kind of common multiple nutritional and metabolic diseases in intensive dairy farm dairy cows in early lactation.So far, there is no quick and practical test method to early detection of body deficiency. Subclinical vitamin E deficiency can damage the body's antioxidant, immune and reproductive performance, but the key scientific problem is that there is an unknown impact on the body's overall metabolic function, and lacks its closely related characteristic biological markers for monitoring and early warning. Proteomics and metabolomics technology for panoramic reveal cow subclinical vitamin E deficiency metabolism dysfunction provide methodological support, this study focuses on the combination of proteomics and metabolomics method for subclinical vitamin E deficiency and normal cow serum protein and metabolic spectrum of serum group the characteristics of biomarkers (protein and metabolite) were isolated and identified using biochemical and immunological techniques; screening and confirmation of biological markers corresponding to elucidate the biological function, characteristic biological markers and their interaction relationship, to be clear about subclinical vitamin E deficiency panoramic effect on metabolism and function of dairy cows, in order to seek subclinical vitamin E deficiency and explore the early monitoring indexes of dairy cows subclinical vitamin E deficiency syndrome group learning mechanism to lay the theoretical foundation.

维生素E亚临床缺乏症已成为集约化牛场高产奶牛泌乳早期常见而多发的一种营养代谢性疾病，尚无快速、实用的牛旁检测方法来早期监测机体缺乏状况。维生素E亚临床缺乏具有损害机体抗氧化、免疫和繁殖性能，但其关键的科学问题是对机体整体代谢功能影响不明，并缺乏与其密切相关的特征性生物标示物用于监测及早期预警。蛋白组学和代谢组学技术可为全景式揭示奶牛亚临床维生素E缺乏症时机体代谢功能异常提供方法学保障，本研究重点联合运用蛋白组学和代谢组学方法获得维生素E亚临床缺乏症和正常奶牛血清蛋白谱和代谢谱，对组间血清特征性生物标示物（蛋白质和代谢物）进行分离、鉴定；应用生物化学和免疫学技术筛选和确证出相应的生物标记物，阐明特征性生物标示物的生物学功能及其相互作用关系，明确维生素E亚临床缺乏对奶牛机体代谢和功能的全景式影响，为寻求维生素E亚临床缺乏症的早期监测指标和探讨奶牛维生素E亚临床缺乏症的组学机制奠定理论基础。

目前，奶业发展与奶牛健康养殖中关键问题—维生素营养调控是密不可分的。高产奶牛围产期和泌乳早期氧化应激、免疫抑制造成了奶牛产后易发乳房炎、子宫内膜炎、脂肪肝、繁殖障碍等多种群发疾病，给奶牛业带来了巨大的经济损失。维生素E对反刍动物免疫、氧化应激、繁殖、乳腺健康和奶质量等都具有重要作用。尽管维生素E作为微量营养素通过日粮添加来补充奶牛营养需要，但是我们前期研究发现高产奶牛泌乳期维生素E亚临床缺乏较为普遍。由于现场缺乏快速、实用的监测手段，维生素E亚临床缺乏难以被及时发现，高产奶牛维生素E亚临床缺乏已成为当前高产奶牛维生素营养需要研究所面临的新挑战。近30年，奶牛维生素E亚临床缺乏的检测和病因学机制都未能取得新的进展。因此，课题组带着对科学问题的敏锐性和原始创新的宗旨，运用代谢组学和蛋白质组学理论和技术，明确了维生素E亚临床缺乏的奶牛,泌乳早期机体表现为能量负平衡、氧化应激和肝脏损伤等血液病理学特征，获得了维生素E亚临床缺乏的奶牛血清代谢谱、血清蛋白质谱，并构建了差异代谢物互作图和差异蛋白互作图，全景式地阐明了泌乳早期VE亚临床缺乏时机体糖类、脂类和氨基酸等代谢变化及其主要富集通路，揭示了奶牛泌乳早期VE亚临床缺乏时的血浆差异蛋白质互作途径。这些研究结果表明奶牛VE亚临床缺乏会加剧机体能量负平衡、脂质过度动员和氧化应激的发生，导致ROS生成增加，炎症免疫反应受损，会造成机体易患疾病。该结题项目顺利完成了预期研究成果，不仅丰富和发展了维生素E亚临床缺乏的代谢组学和蛋白组学理论知识，而且对今后更好的营养调控奶牛VE缺乏，保障奶牛健康具有重要的意义。