CC BY
124
DOI: 10.24411/0235-2451-2018-10614 УДК: 619:618:615.37:636.2
ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА РЕАКЦИОННЫЙ ОТВЕТ ЯИЧНИКОВ КОРОВ-ДОНОРОВ ЭМБРИОНОВ ПРИ ВВЕДЕНИИ ЭКЗОГЕННЫХ ГОНАДОТРОПИНОВ (ОБЗОР)
A. В. БРИГИДА1, зав. отделом (e-mail: brigida_86@ mail.ru)
С. А. БУРСАКОВ1, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник (e-mail: [email protected])
О. А. СКАЧКОВА1, зав. отделом (e-mail: info-ceerb@ mail.ru)
B. И. СОРОКИН2, кандидат биологических наук, доцент (e-mail: [email protected])
C. Н. КОВАЛЬЧУК1, кандидат биологических наук, врио директора (e-mail: [email protected])
Центр экспериментальной эмбриологии и репродуктивных биотехнологий, ул. Костякова, 12, стр. 4, Москва, 127422, Российская Федерация
Оренбургский государственный аграрный университет, ул. Челюскинцев, 18, Оренбург, 460014, Российская Федерация
Резюме. Трансплантация эмбрионов - широко распространенный в мире биотехнологический метод ускоренного воспроизводства крупного рогатого скота. Он направлен на получение максимального полиовуляторного ответа гамето-генных органов на экзогенные гонадотропины, и, соответственно, получение максимального количества качественных эмбрионов, пригодных к пересадке. На сегодняшний день не преодолена проблема нестабильности (вариативности) реакционного ответа яичников коров на введенные гона-дотропные препараты ФСГ/ЛГ, общепризнанные наиболее эффективными. У 30 % животных не возникает реакционного ответа на экзогенные гонадотропины, что приводит к прекращению процедуры трансплантации эмбрионов и ее убыточности. Качество реакционного ответа яичников на индукцию полиовуляции имеет многофакторную зависимость, что затрудняет прогноз результативности метода и влияет на экономическую целесообразность проводимых процедур. Цель работы - систематизация литературных данных о факторах, влияющих на эффективность ответной реакции яичников коров-доноров эмбрионов при индукции полиовуляции экзогенными гонадотропинами. Особое внимание уделяли поиску прогностических критериев, основанному на разработке молекулярно-генетических маркеров (ассоциации полиморфизмов генов с признаками полиовуляторного ответа), обладающих предиктивной способностью. Предполагают, что с их помощью будет возможен отбор коров-доноров с максимально высоким типом овариального ответа (25доминантных фолликулов за один сеанс стимуляции и более) и выходом 92.96 % качественных яйцеклеток, способных к оплодотворению еще до введения гонадотропных препаратов. В качестве предикторов суперовуляции могут выступать гены рецептора фолликулостимулирующего гормона (РФСГ), ингибина альфа (INHA), ген прогестерона (PGR), фактор роста и дифференциации 9 (GDF9), лютеинизирующий гормон/рецептор хориогонадотропина (ЛГХГЧР), рецептор прогестерона, ген гонадотропин-рилизинг-гормонального рецептора гонадо-тропина I типа (GnRHRI), ионотропный глутаматный рецептор а-амино-3-гидрокси-5-метил-4-изоксазолпропионовой кислоты 1 (AMPA1/GRIA1). Они могут найти применение для решения задач технологического прогнозирования в практике производства эмбрионов крупного рогатого скота и оптимизации технологии трансплантации эмбрионов. Ключевые слова: крупный рогатый скот, трансплантация эмбрионов, суперовуляция, воспроизводство, биомаркеры. Для цитирования: Факторы, влияющие на реакционный ответ яичников коров-доноров эмбрионов при введении экзогенных гонадотропинов (обзор) / А. В. Бригида, С. А. Бурсаков, О. А. Скачкова и др. //Достижения науки и техники аПк. 2018. Т. 32. № 6. С. 56-63. DOI: 10.24411/0235-2451-2018-10614.
Актуальная проблема современного животноводства - полное удовлетворение потребностей населения в высококачественной мясомолочной продукции [1, 2]. И если за последние 10 лет в России наблюдается тенденция увеличения производства говядины [3], то производство молока последние 3 года претерпевает стагнацию [4].
Несмотря на то, что в нашей стране в последние годы был сделан акцент на увеличение численности крупного рогатого скота путем ввоза высокопродуктивных животных из-за рубежа [5], к увеличению производства мясомолочной продукции эти меры не привели. Тем не менее, применение репродуктивных биотехнологий может способствовать рациональному использованию генетического потенциала завезенного поголовья путем ускоренного тиражирования ценных генотипов. Это позволит увеличить количество высокопродуктивных животных в десятки раз благодаря искусственному увеличению количества потомков от одной коровы, обусловленному высоким генеративным потенциалом крупного рогатого скота, который измеряется сотнями тысяч яйцеклеток [6, 7, 8].
Цель работы - систематизация литературных сведений о факторах, влияющих на эффективность ответной реакции яичников коров-доноров эмбрионов при индукции полиовуляции экзогенными гонадотропинами.
В последнее десятилетие трансплантация эмбрионов как биотехнологический метод ускоренного воспроизводства крупного рогатого скота приобрела ведущее значение в мировой практике. В своей основе технология трансплантации эмбрионов (далее - ТТЭ) содержит комплекс последовательно выполняемых этапов, включающих подбор генетически ценных коров-доноров, от которых планируется получить эмбрионы, проведение у них индукции суперовуляции с последующим искусственным осеменением и извлечением эмбрионов, предназначенных для пересадки предварительно отобранным коровам-реципиентам, в качестве которых можно использовать коров с наименее ценными хозяйственными признаками [9]. Ожидаемый результат использования этой технологии - достижение максимального положительного полиовуляторного ответа гаметогенных органов на экзогенные гонадотропины, и, соответственно, получение максимального количества качественных эмбрионов, пригодных к пересадке.
Ключевые этапы ТТЭ - отбор коров-доноров и индукция суперовуляции, так как от правильного подбора животных в качестве доноров эмбрионов и результативности (успеха) индукции суперовуляции зависит эффективность и экономическая целесообразность всей технологии эмбриотрансплантации [10]. Индукция (вызывание) суперовуляции, включающая введение одного из гонадотропных препаратов, основано на искусственной активации синхронного роста множества фолликулов и их созревании с последующей овуляцией. Однако известно, что порядка 30 % животных не реагируют на экзогенные гонадотропины, в том числе на препараты фолликулости-мулирующего/лютеинизирующего гормонов (ФСГ/ЛГ),
общепризнанные наиболее эффективными в отношении проявления положительной реакции со стороны яичников. Это приводит к вынужденному прекращению трансплантации эмбрионов и её убыточности. Нестабильность реакционного ответа яичников коров - доноров эмбрионов при введении гонадотропных препаратов значительно снижает эффективность метода in vivo, что служит основным фактором, ограничивающим применение технологии трансплантации эмбрионов. Высокая вариабельность реакционного ответа яичников на введенные гонадотропины (число овуляций составляет от 0 до 50 на одну корову) делает величину полиовуляторного ответа яичников доноров труднопредсказуемой [11, 12]. На сегодняшний день, несмотря на довольно продолжительную практику пересадки эмбрионов у крупного рогатого скота (более 50 лет), проблема нестабильности (вариативности) реакционного ответа яичников коров на введенные гонадотропины не преодолена.
Анализ мирового опыта как научный подход к выявлению причин, влияющих на результативность реакционного ответа яичников коров - доноров эмбрионов на введенные экзогенные гонадотропины, позволил получить наглядную картину множества таких факторов. Согласно литературным сведениям, к ним относятся физиологические особенности животных, их метаболический и гормональный статус, генетическая предрасположенность, экологические и климатические условия содержания и др., однако сведения по этому вопросу носят противоречивый характер [13].
В ранее опубликованных работах показано, что успех индукции суперовуляции в значительной степени зависит от индивидуальных характеристик яичников, определяющих количество и качество извлекаемых яйцеклеток (ооцитов). Известно, что количество ан-тральных фолликулов в ранней фолликулярной фазе напрямую коррелирует с фолликулярным резервом яичников, при этом у коров наблюдается большая вариабельность фолликулярного резерва яичников [14].
Имеются отдельные работы, где антимюллеров гормон (АМГ), вырабатываемый в гранулезных клетках антральных фолликулов, рассматривают как фактор, влияющий на результат роста и количества фолликулярных клеток. Ряд исследований показал наличие положительной корреляции между количеством фолликулов и концентрацией АМГ [15, 16]. По мнению P. S. Baruselli с соавторами [17] и R. L. A. Aziz с соавторами [18], концентрация АМГ в крови животного может служить маркером для прогнозирования суперовуля-торного ответа на введенные гонадотропные препараты и быть предиктором отсутствия или положительного ответа на овариальную стимуляцию. Также обнаружена прямая зависимость между уровнем АМГ и количеством качественных эмбрионов [19]. По сведениям F. Mossa с соавторами [20] и A. K. Redhead с соавторами [21], определение концентрации АМГ в сыворотке крови коров вне зависимости от фазы эстрального цикла может служить фенотипическим маркером для прогнозирования относительного количество фолликулов у коров и их перспективности в качестве потенциальных доноров эмбрионов при индукции полиовуляторной реакции яичников на введенные гонадотропные препараты. Однако роль АМГ в фолликулогенезе крупного рогатого скота разнообразна и до конца не изучена, отсутствуют точные интервалы в значении уровня этого гормона, при которых может быть надежно спрогнозирован низкий уровень реакционного ответа у коров на введенные экзогенные гонадотропины.
К другим факторам, влияющим на рост фолликулов, секрецию гормонов и качество ооцитов, относят метаболический статус животных и кормовой рацион. Экспериментально доказано, что качество питания коров в период беременности влияет на количество первичных фолликулов у плода [22, 23]. Фолликулярный резерв яичников и концентрация АМГ у телок, родившихся от коров, получавших корм с пониженной до 60 % от требуемой энергетической ценностью был в среднем на 60 % меньше, чем у телок, рожденных от коров, потреблявший полноценный рацион. С другой стороны, отмечено отрицательное влияние перекармливания на развитие ооцитов in vitro [24]. Лежащие в основе этих эффектов механизмы связывают с такими эндокринными изменениями, как гиперинсулинемия, периферическая инсулинорезистентность, а также повышенная концентрация глюкозы и инсулиноподобного фактора роста 1 (ИФР-1), что может влиять на транспорт глюкозы в эмбриональных клетках и способствовать их апоптозу. Было показано, что высокая концентрация инсулина во время превуляторной фолликулярной волны, особенно в сочетании с увеличением ЛГ, уменьшает долю крупных фолликулов, качество и оплодотворение овулированных ооцитов [25, 26].
По сведениям J. Bezdicek с соавторами [27] и M. U. Mehmood с соавторами [28], интенсивность полиовуляторного ответа яичников зависит от сезона и климата. В исследованиях Г. Ю. Косовского с соавторами наилучший результат эмбриопродуктивности отмечен у животных в весенне-летний период, что обусловлено выходом на пастбища и насыщение организма необходимыми макро- и микроэлементами [29].
Термостресс, как фактор, влияющий на физиологические изменения в организме, характерен в большей мере для коров с низкими адаптивными качествами. Так, для зебувидного скота было показано, что он может оказывать негативное влияние на развитие фолликулов и функциональную компетентность ооцитов [30], для восстановления фолликулярного пула и качества ооцитов требуется два-три эстральных цикла после окончания теплового стресса [31]. Тем не менее, зебувидный скот более устойчив к тропическим условиям (повышенным температуре и влажности), чем породы Bos taurus, эволюционировавшие в умеренном климате. Результаты исследования L. M. Vieira c соавторами продемонстрировали негативный эффект жаркого сезона в Бразилии, по сравнению с холодным, на количество полученых in vitro эмбрионов (2,8 ± 0,3 против 4,4 ± 0,4, p = 0,03) и процент качественных эмбрионов (21,4 против 32,8 %, p<0,0001) у голштинских доноров [32]. По существу, адаптация определенных пород к повышенной температуре и влажности связана с особенностями их терморегуляции [32, 33, 34]. Тепловой стресс уменьшает долю стельных животных при искусственном осеменении, вероятной причиной чему служит ухудшение качества ооцитов в условиях высоких температур [35, 36]. Также повышенная температура окружающей среды может вызывать задержку овуляции и образование персистирующего фолликула, что влечет за собой низкую фертильность, развитие дегенеративных эмбрионов и, зачастую, эмбриональную гибель. Тепловой стресс может также оказывать влияние на выработку простагландинов, что задерживает формирование лютеальной ткани и ее преждевременный лютеолиз [37, 38]. По поводу факторов, влияющих на способность коров - доноров эмбрионов реагировать на экзогенные гонадотропины, G. Palubinskas с соавторами отмечает, что результативность суперовуляторного ответа на- 57
прямую зависит от топографического расположения овариальных структур и желтого тела. При этом большое значение имеет площадь желтого тела, так как согласно результатам исследований самый высокий выход качественных эмбрионов был отмечен при величине этого показателя от 668,0 до 1112,0 мм [39].
Согласно данным P. S. Baruselli с соавторами [40] и M. S. Ali с соавторами [41], результативность индукции суперовуляции у коров-доноров эмбрионов зависит от породной принадлежности животных и направления их продуктивности [42, 43, 44]. Так, у калмыцкого скота полиовуляторную реакцию на индукцию суперовуляции отмечали в период естественного воспроизводства с мая по июль [45, 46], в то время как у большинства пород, таких как голштинская, аббердин-ангусская, герефордая, ее возможно получать круглогодично.
Причиной низкой результативности при гормональной стимуляции коров-доноров может быть воспаление репродуктивных органов (сальпингит, эндометриты) и нарушение иммунной системы [47]. По данным L. Stadnik c соавторами, на эмбриопродуктивность животных влияет продолжительность послеродового периода в связи с физиологической готовностью организма к множественному росту антральных фолликулов под воздействием экзогенных гормонов. Оптимальный период для индуцирования полиовуляторного ответа - 60.. .90 день после отела, так как в последующем повышается вероятность заболевания репродуктивных органов [48].
Кроме того, согласно результатам исследований R. A. Kumar с соавторами [49] и Soria Parra M. E. с соавторами [50], проявление рефлекса неподвижности и приход животного в естественную половую охоту перед началом индукции суперовуляции вносит свою лепту в успешность реакционного ответа яичников на введенные экзогенные гонадотропины. А вот прерывание фолликулярной волны до начала гормональной схемы не столь значительно для индукции множественного роста фолликулов, так как запускается новый половой цикл и происходит активный рост новых фолликулов [51].
Необходимо отметить, что до сих пор остается дискуссионным вопрос об эффективности гормональных схем, применяемых к животным, отобранным в качестве доноров. Так, по сведениям ряда авторов [52, 53, 54], схемы гонадотропной стимуляции служат основными причинами вариабельности суперовуляторных ответов гаметогенных органов крупного рогатого скота. Сейчас большинство специалистов в промышленной пересадке эмбрионов для индукции суперовуляции отдают предпочтение препаратам плацентарных (ГСЖК) или гипофизарных гонадотропинов (ФСГ), но общепризнано превосходство ФСГ перед ГСЖК [55, 56]. Это обусловлено тем, что длительное стимулирующее воздействие больших доз ГСЖК может оказывать отрицательное влияние на овуляцию и вызывать образование второй фолликулярной волны и, как следствие, возникновение поликистозных образований на яичниках.
При использовании препаратов, содержащих гипо-физарные гонадотропины, в частности фолликулостиму-лирующий гормон (ФСГ), для индукции суперовуляции у доноров применяют 4-х или 5-и дневные схемы гормонального введения, включающие 8-10-кратное введение препарата каждые 12 часов. В связи с тем, что ФСГ имеет короткий период полураспада, и, как следствие, короткий период инактивации в организме животного, промежуток в 4-5 дней достаточен для полного созревания множества фолликулов с образованием полноценных качественных яйцеклеток. Одновременно короткий период инакти-
вации - один из серьезных недостатков ФСГ, так как многократное введение представляет собой трудоемкий процесс, основанный на строгом соблюдении протокола гормональной стимуляции. В связи с тем, что необходимо в строго определенное время привлекать обслуживающий персонал для отбивки коровы от стада, фиксировать животное и инъецировать ему препарат, возникают условия для колебания концентрации вводимых гонадотропинов в сыворотке крови животного, что создает стрессы, негативно влияющие на физиологические и метаболические процессы в организме коров - доноров эмбрионов, и, как следствие, предпосылки к получению низкого результата полиовуляторного ответа на экзогенные гонадотропные препараты [57, 58]. Поэтому возможность отказаться от многократного введения и продление действия препаратов ФСГ привлекает внимание многих исследователей, особенно в условиях ведения хозяйства номадным способом, где все максимально приближено к условиям дикой природы [45, 46].
В литературе имеются данные о применении веществ, пролонгирующих действие фолликулости-мулирующего гормона [59, 60, 61]. По сведениям K. Kimura, гидроксид алюминия как пролонгатор действия ФСГ способствует хорошему реакционному ответу яичников и высокому выходу качественных эмбрионов [62]. Также для этого зачастую используют полимеры. Наиболее распространены поливиниловый спирт и полиэтиленгликоль [63, 64, 65], сведения о которых вызывают особый интерес в связи с возможностью применения в мясном и молочном животноводстве, в том числе номадном. Эта информация позволяет изучить эффективность полиовуляторной реакции пролонгированными формами фолликулостимулирующего гормона в разные месяцы периода воспроизводства у коров - доноров эмбрионов, не только завезенного зарубежного скота, но и других, преимущественно аборигенных, и самое главное, исконно российских пород [66]. Несмотря на достигнутые успехи, поиск веществ, пролонгирующих действие фолликулостимулирующего гормона, не прекращается. Это обусловлено тем, что при их использовании на фоне множественного роста фолликулов наблюдают более низкое оплодотворение яйцеклеток и поликистозы яичников, что может служить причиной преждевременной выбраковки животного из группы потенциальных доноров [55]. В то же время, A. G. Guerra с соавторами, напротив, считают, что введенные пролонгирующие вещества лишь поддерживают уровень гонадотропного препарата в крови независимо от применяемых схем [67].
Следует отметить, что если технические вопросы индуцирования суперовуляции у молочного скота описаны многими исследователями, то генетический и геномный аспект этой техники еще находится в стадии начального изучения. Ведется активный поиск новых надёжных предикторов овариального ответа, способствующих выявлению животных с запрограммированным на генетическом уровне высоким реакционным ответом на экзогенные гонадотропины [68]. Так, по сообщениям Т. Т. Глазко с соавторами, у коров-доноров с цитогенетическими аномалиями усилена ответная реакция на введение гонадотропинов, что выражается в увеличении количества эмбрионов. Поскольку между количеством эмбрионов и такой цитогенетической характеристикой, как частота встречаемости метафаз с хромосомными аберрациями имеется статистически значимая корреляция (р<0,05), при успешной эмбриотрансплантации существует высокая вероятность накопления генетического груза в
ряду последующих поколений [69]. Для предупреждения такого эффекта в стадах крупного рогатого скота при использовании биотехнологических приемов и ведении работы по воспроизводству и селекции необходимо, кроме классических приемов и методик при подборе родительских пар, осуществлять генетический контроль коров-доноров эмбрионов. Нестабильность генетического аппарата производителей, которая может иметь как генетическую, так и паратипическую обусловленность, вносит существенный вклад в такие негативные явления, как нарушение воспроизводительной функции животных и смертность новорожденных [70, 71, 72].
Высокая суперовуляторная реакция яичников на гонадотропины имеет генетическую предрасположенность и может передаваться потомству [73, 74, 75,76], также как и отсутствие отклика на протокол стимуляции [77]. Поскольку суперовуляторный ответ наследуется, существует возможность генетического отбора доноров, производящих больше эмбрионов. Поиск и идентификация вариантов генов, которые влияют на суперовуляторный ответ и ответственны за стабильный результат индукции суперовуляции, может помочь в выборе коров-доноров, которые будут более восприимчивы и хорошо реагировать на гормональную стимуляцию.
На сегодняшний день известно мало результатов исследований по поиску геномных ассоциаций у молочного скота по признакам суперовуляторного ответа. В качестве его предикторов рассматривают гены рецептора фолли-кулостимулирующего гормона (РФСГ), ингибина альфа (INHA), прогестерона (PGR), фактора роста и дифференциации 9 (GDF9), лютеинизирующего гормона/рецептора хориогонадотропина (ЛГХГЧР) и рецептора прогестерона [78, 79, 80]. Во всех случаях авторы указывают на ассоциации между полиморфизмами в этих генах и различными характеристиками (признаками) суперовуляции (тотальное количество яйцеклеток, количество неопло-дотворенных яйцеклеток, количество дегенерированных эмбрионов, количество переносимых эмбрионов). Так, был обнаружен перспективный для выявления коров-доноров однонуклеотидный полиморфизм (ОНП) в гене рецептора ФСГ (РФСГ), расположенном на хромосоме 11 [77]. Схожие результаты были получены на популяции голштинских коров в Китае [81]. Сообщалось, что этот ген играет роль в медиации трансдукции сигнала ФСГ и созревании фолликулов [77]. С суперовуляцией связывают однуклеотидный полиморфизм, который приводит к аминокислотной замене P113A во внеклеточном домене РФСГ. Известен однуклеотидный полиморфизм, приводящий к замене T658S в С-концевом внутриклеточном домене, который имеет корреляцию с небольшим количеством жизнеспособных эмбрионов и высокой долей неоплодотворенных ооцитов [77]. Также был обнаружен ОНП G-278A, расположенный в 5'- нетранслируемой области гена РФСГ, служащий маркером суперовуляторного ответа [81]. Эти результаты свидетельствуют, что ген рецептора ФСГ представляет собой потенциальный маркер реакции на суперовуляцию и может быть использован в качестве предиктора для суперовуляции.
Изучение последовательности экзонов РФСГ 1-10 выявило три несинонимичные мутации (ОНП c.337C>G, c.871A>G и c.1973C>G, соответствующие P113A, I291V, T658S) [77]. Гомозиготные коровы голштинской породы с генотипом GG для ОНП P113A (c.337C> G) во внеклеточном лиганд-связывающем домене рецептора РФСГ дают более высокий выход жизнеспособных эмбрионов, а носители GG и CG имеют меньше неоплодотворенных ооцитов, по сравнению с генотипом CC. У гомозиготных
животных АА с заменой изолейцина на валин в ОНП I291V (с.871А>0) выявлен меньший выход жизнеспособных эмбрионов и больше неоплодотворенных ооцитов после индукции суперовуляции. Гомозиготные 00 голштины с заменой треонина на серин (ОНП Т658Б, с.1973С>0) во внутриклеточной карбоксиконцевой области домена белка РФСГ (потенциальный сайт для фосфорилирования, участвующий в сигнальной трансдукции), также ассоциируются с меньшим выходом жизнеспособных эмбрионов и более высоким процентом бесплодных ооцитов, по сравнению с СО генотипом. Таким образом, генотипиро-вание по РФСГ совместно с дополнительными маркерами может упростить выделение группы особей с высоким типом овариального ответа еще до начала процедуры с тем, чтобы отбраковать особей с низким ответом на индукцию суперовуляции. Такой подход может значительно снизить финансовые расходы на использование изначально повышенных доз ФСГ, а применение метода в конечном итоге будет более эффективным благодаря использованию особей, способных давать повышенное количество эмбрионов [77].
Другое перспективное направление исследований -изучение полиморфизма гена рецептора лютеинизирующего гормона/хориогонадотропина (ЛГХГЧР). Были найдены четыре (ОНП 051656Т, А517030, А517260 и 051737А) гена ЛГХГЧР в интроне 9 у коров китайской голштинской породы (171 особь), подвергшихся индукции суперовуляции [82]. Анализ ассоциации показал, что эти ОНП оказали значительное влияние на общее количество яйцеклеток, а полиморфизмы А517030 и А517260 ассоциированы с количеством переносимых эмбрионов. Кроме того, значительный аддитивный эффект на общее количество яйцеклеток был обнаружен в полиморфизмах 051656Т и А517030, значительный аддитивный эффект на количество переносимых эмбрионов также имел полиморфизм А517030. Результаты других авторов продемонстрировали, что ОНП 0/Т 8852050737 в гене ЛГХГЧР связан с положительным ответом на индукцию суперовуляции, выражающийся увеличением общего количества яйцеклеток и переносимых эмбрионов [83]. У тёлок с генотипом 00 общее количество яйцеклеток и переносимых эмбрионов быо значительно выше, чем у носителей генотипа ТТ. Следовательно, аллель 0 оказывает благоприятное влияние на эти характеристики суперовуляции. Такие результаты свидетельствуют, что ген ЛГХГЧР представляет собой потенциальный маркер для определения ответа на стимуляцию суперовуляции, который может быть использован при прогнозировании наиболее подходящей дозы ФСГ, обеспечивающей достижение суперовуляции у китайских голштинских коров [83].
Также были проведены исследования вариаций гена гонадотропин-рилизинг-гормонального рецептора го-надотропина I типа (0пРНЯ1) на предмет обнаружения маркеров для прогнозирования реакции суперовуляции [80]. В экзоне I гена 0пРНЯ1 КРС были обнаружены два ОНП (0286А и Т340С) и оценены их ассоциации с суперо-вуляторным ответом у 104 китайских голштинских коров. У животных с генотипом 00 в полиморфном локусе 286 полиовуляторный ответ на индукцию суперовуляции отсутствовал. В отличие от них у особей с генотипом 0А отмечали значительное увеличение общего количества яйцеклеток и переносимых эмбрионов. Эти результаты показывают, что ген 0пРНЯ1 - потенциальный маркер для прогнозирования ответа на стимуляцию суперовуляции у китайских голштинских коров [76, 80]. Особи с гетерозиготным генотипом 0А отличались лучшей эффективностью по тотальному количеству яйце- 59
клеток и количеству переносимых эмбрионов, но плохой производительностью по количеству дегенерированных эмбрионов.
По сведениям У. Leyan, интерес в качестве маркера фолликулярного резерва представляет ингибин, служащий в условиях физиологической нормы основным регулятором секреции ФСГ. Наблюдаемая при индукции суперовуляции высокая концентрация ингибина оказывает отрицательное воздействие на развитие фолликулов и ведет к снижению качества ооцитов и эмбрионов. Предложена методика нейтрализации эндогенного ингибина при его высоких значениях путем активной или пассивной иммунизации против него, что стимулирует развитие дополнительных фолликулов и индуцирует множественную овуляцию у коров [84]. В связи с этим, очевидна необходимость мониторинга концентрации ингибина у коров-доноров.
Существуют две формы ингибина - А и В, субъединицы которых кодируют три отдельных гена: ^НА, ^НВА и ^НВВ [85]. В качестве предиктора для суперовуляции у КРС может быть использован ген ингибина А (^НА). Обнаружена замена А>0 в положении 192 экзона I гена бычьего ингибина альфа (^НА) и оценена его ассоциация с суперовуляторным ответом у118 китайских голштинских коров. Анализ ассоциации полиморфизма Мер I показал, что животные с генотипом 00 отличаются повышенным количеством яйцеклеток, по сравнению с генотипами АО и АА, в первой, второй и третьей суперовуляции, а также переносимых эмбрионов, чем у генотипов АО и АА, в третьей суперовуляции. Кроме того, особи с генотипом 00 продуцировали больше переносимых эмбрионов, чем с генотипом АА, во время второй суперовуляции, и все коровы с отсутствующим ответом на суперовуляцию имели мутации в генотипах АА и АО. Таким образом, результаты исследования показывают, что ген ^НА может быть использован в качестве предиктора для суперовуляции у КРС китайской голштинской породы, а коровы с генотипом АА должны быть исключены из практики реализации этой технологии [78].
К важнейшим регуляторам фолликулогене-за относится фактор роста и дифференцировки 9 (дгсШИсШегепИю^айог 9 - 0с^9). В результате исследования полиморфизма этого гена и анализа его связи с эффективностью суперовуляции выявлены две мутации -А485Т и А625Т - в интроне 1 [82], которые оказывают влияние на количество переносимых эмбрионов. Кроме того, полиморфизм А625Т дополнительно связан с общим количеством получаемых яйцеклеток, а полиморфизм А485Т обнаруживает значительный аддитивный эффект по количеству переносимых эмбрионов [82].
Важный кандидат для формирования пула генов, связанных с репродуктивными функциями - рецептор инсулиноподобного фактора роста 1 (IGF1R). По этой причине его выбрали в качестве гена-кандидата для исследования влияния на суперовуляционные признаки и показатели беременности. Была идентифицирована мутация 0404Т [86, 87]. Статистический анализ показал, что она связана с увеличением уровня овуляции (общим количеством яйцеклеток), кроме того, коровы с этой мутацией обладали повышенной эффективностью по количеству переносимых эмбрионов.
Также в ходе поиска маркеров для прогнозирования реакции суперовуляции были обнаружены два зарегистрированных ОНП - 059752С и Т81637С, расположенные в интронах 3 и 4 гена рецептора прогестерона (РП). Работу проводили путем оценки ассоциации ОНП с суперовуляционными признаками на 171 особи КРС
китайской голштинской породы, обработанных для суперовуляции. В полиморфном локусе 81637 все коровы без суперовуляторного ответа имели генотипы g.81637TC и g.81637TT. Анализ ассоциации показал, что эти два ОНП оказали значительное влияние на общее количество яйцеклеток, а полиморфизм T81637C был ассоциирован с числом переносимых эмбрионов. Кроме того, в полиморфизмах G59752C и T81637C были обнаружены значительные аддитивные эффекты по количеству яйцеклеток. Эти результаты впервые показали, что полиморфизмы G59752C и T81637C в гене РП связаны с признаками суперовуляции, так что его можно использовать в качестве маркера-предиктора для суперовуляции у китайских голштинских коров [80].
В результате исследования полиморфизма ионо-тропного глутаматного рецептора а-амино-3-гидрокси-5-метил-4-изоксазолпропионовой кислоты 1 (AMPA1/ GRIA1) у КРС японской черной породы [88] был найден ОНП, приводящий к замене серина на аспарагин в позиции 306 (S306N) домена GRIA1. У коров с GRIA1(Asn) выброс ЛГ происходил медленней, чем у животных с GRIA1(Ser). Кроме того, особи с GRIA1(Asn) обладали меньшим количеством незрелых фолликулов яичников, чем особи с GRIA1(Ser), перед суперовуляцией, и у них проявлялся более низкий ответ на гормональное воздействие, чем у животных с GRIA1(Ser). Коровы с GRIA1(Ser) имели в среднем на шесть яйцеклеток и эмбрионов больше, чем коровы с GRIA1(Asn), что составляет 10 % вариации среднего количества яйцеклеток и эмбрионов, полученных в течение пяти суперовуляций. Результаты этих экспериментов подтверждают возможность использования такого ОНП для отбора животных, подлежащих индукции суперовуляции [88].
Несмотря на проведенные многочисленные исследования, надёжное прогнозирование реакции яичников на введение экзогенных гонадотропинов до сих пор не представляется возможным, поэтому необходимо продолжать поиск оптимальных предикторных биомаркеров. Нет оснований ожидать появления одного универсального маркера суперовуляторного ответа. Только расшифровка генетических механизмов регуляции функций репродуктивной системы КРС может способствовать разработке эффективной процедуры индукции суперовуляции у специально отобранных особей с программируемым выходом эмбрионов высокого качества.
Заключение. Вопрос результативности гормональной индукции полиовуляции у коров - доноров эмбрионов, характеризующейся непредсказуемостью реакции животных на проведенную обработку гонадотропинами и высокой степенью вариабельности ответной реакции яичников (число овуляций составляет от 0 до 50 на одну корову), активно изучают по всему миру. Интерес к этой проблеме сохраняется в течение более чем полувека не только вследствие того, что треть потенциальных коров-доноров не реагируют на стимуляцию гонадотропными препаратами, снижая эффективность использования репродуктивных технологий в животноводстве, но и в связи с отсутствием надежных методов прогноза реакционного ответа яичников на гормональную обработку. Сложность поиска надежных маркеров полиовуляторного ответа коров на введение экзогенных гонадотропинов обусловлена его многофакторной зависимостью. К известным на сегодняшний день факторам, влияющим на реакционный ответ яичников коров на гормональную обработку, относят индивидуальные физиологические и анатомические особенности животного (овариальный резерв, размер яичников, площадь желтого тела), его
гормональный статус (концентрация в крови ФСГ, АМГ, ингибина В, инсулина), температурные условия содержания, кормовой рацион и др.
Особое внимание исследователей привлекает поиск генетических маркеров полиовуляторого ответа. К ним относят полиморфизм гена рецептора фолликулости-мулирующего гормона, ингибина альфа, прогестерона, фактора роста и дифференциации 9, лютеинизирующе-го гормона/рецептора хориогонадотропина и рецептора прогестерона. Они представляют интерес для разработки экспресс-тестов, позволяющих спрогнозировать по-
лиовуляторный ответ у коров-доноров еще до введения экзогенных гонадотропинов.
Учитывая многофакторность реакционного ответа яичников коров на гормональную стимуляцию гонадо-тропинами, для увеличения эффективности процедуры индукции суперовуляции необходимо использовать весь комплекс известных маркеров и методов. Способность максимально точно прогнозировать реакционный ответ на введенные гонадотропины позволит увеличить эффективность воспроизводства крупного рогатого скота.
Литература.
1. Прогнозирование мясной продуктивности бычков в зависимости от содержания в рационе микроэлементов в органической форме / И.Ф. Горлов, М.И. Сложенкина, Е.В. Карпенко и др. // Молочное и мясное скотоводство. 2017. № 4. С. 29-32.
2. Capper J. L. The environmental impact of beef cattle production: 1977 compared with 2007// Animal Science. 2011. Vol. 89. Pp. 4249-4261.
3. Легошин Г. П., Алексеев А. А. Эффективность разведения и использования мясных коров в условия инновационной технологии// Молочное и мясное скотоводство. 2017. № 4. С. 26-28.
4. Эффективность технологической модернизации молочного скотоводства/В. Н. Суровцев, Ю. Н. Никулина, В. В. Гордеев и др. // Молочное и мясное скотоводство. 2017. № 4. С. 5-10.
5. Основные тенденции и перспективы развития мясного скотоводства в РФ/А. П. Соколова, Г. Н. Литвиненко, А. А. Исаева и др. // Научный журнал КубГАУ. 2016. № 116 (02).
6. Phillips P. E., Patrick E., Jahnke M. M. Embryo Transfer (Techniques, Donors and Recipients) // Veterinary clinics of North America - Food Animal. 2016. Vol. 32. № 2. Pp. 365-377.
7. Update and overview on assisted reproductive technologies (ARTs) in Brazil/R. Sartori, A. B. Prata, A. C. S. Figueiredo, etc. // Animal Reproduction. 2016. Vol. 13. No. 3. Pp. 300-312.
8. Shojaei Saadi H. A., Robert C. Modern reproductive technologies and breed improvement // The genetics of cattle (Dorian J. Garrick and A. Ruvinsky, eds.). Ames, USA: Iowa State University and Armidale; Australia: University of New England, 2015. Pp. 284-317.
9. Utilization of gestagen hormones and pituitary FSH extracts in inducing the superovulation at embryo donor cows /1. Petroman, N. Pacala, C. Petroman, etc. // Journal of food Agriculture & Environment. 2009. Vol. 7. No 2. Pp. 193-195.
10. Sanchez, Z. Is the Production of Embryos in Small-Scale Farming an Economically Feasible Enterprise? /Z. Sanchez, M. A. Lammoglia, M. A. Alarcon, etc. // Reproduction in domestic Animals. 2015. Vol. 50. No. 4. Pp. 574-579.
11. Anti-Mullerian hormone (AMH) concentration in follicular fluid and mRNA expression of AMH receptor in granulose cell as predictive markers of good buffalo (Bubalusbubalis) donors / A. Liang, A. Salzano, M. D'Esposito, etc. // Theriogenology. 2016. Vol. 86. No. 4. Pp. 963-970.
12. Evaluation of ovarian response and embryo production pattern in Ongole cows / M. M. Rao, Y. Umamahesh, A. K. Misra, etc. // Indian Journal of animal science. 2010. Vol. 80. No. 10. Pp. 973-975.
13. Intrinsic and extrinsic factors that influence ovarian environment and efficiency of reproduction in cattle / P. S. Baruselli, E. O. S. Batista, L. M. Vieira, etc. //Animal Reproduction. 2017. Vol. 14. No. 1. Pp. 48-60.
14. Basal antral follicle number and mean ovarian diameter predict cycle cancellation and ovarian responsiveness in assisted reproductive technology cycles/ J. L. Frattarelli, D. F. Lauria-Costab, B. T. Miller, eta //FertilSteril. 2000. Vol. 74. Pр. 512-517.
15. The BOC-ELISA, a ruminant specific AMH immunoassay, improves the determination of plasma AMH concentration and correlation with embryo production in cattle / N. Arouche, J-Y. Picard, D. Monniaux, eW. // Theriogenology. 2015. Vol. 84. No. 8. Pp. 1397-1404.
16. Regulation of Anti-Mullerian Hormone and its Receptor Expression around Follicle Deviation in Cattle / G. F. Ilha, M. T. Rovani, B. G. Gasperin, etc. // Reproduction in Domestic Animals. 2016. Vol. 51. № 2. Pp. 188-194.
17. Relationship between follicle population, AMH concentration and fertility in cattle/P. S. Baruselli, E. O. S. Batista, L. M. Vieira, etc. //Animal Reproduction. 2015. Vol. 12. No. 3. Pp. 487-497.
18. Relationship among circulating anti-Mullerian hormone, insulin like growth factor 1, cadmium and superovulatory response indairycows/R. L. A. Aziz, A. A. Y. Khalil, A. Abdel-Wahab, etc.//Theriogenology. 2017. Vol. 100. Pp. 72-79.
19. Long-term changes in plasma anti-Mullerian hormone concentration and the relationship with superovulatory response in Japanese Black cattle / H. Hirayama, A. Naito, S. Fukuda, etc. // Journal of reproduction and development. 2017. Vol. 63. № 1. Pp. 95-100.
20. Anti-Mullerian Hormont (AMH) and fertility management in agricultural species / F. Mossa, F. Jimenez-Krassel, D. Scheetz, etc. // Reproduction. 2017. Vol. 154. No. 1. Pp. R1-R11.
21. The relationship between circulating conception of AMH and LH content in the follicle stimulating hormone (FSH) preparations on follicular growth and ovulatory response to superovulation in water buffaloes./ A. K. Redhead, N. Siew, N. Lambie, eW. // Animal Reproduction Science. 2018. Vol. 188. Pр. 66-73.
22. Effects of maternal environment during gestation on ovarian folliculogenesis and consequences for fertility in bovine offspring /A. C. O. Evans, F. Mossa, S. W. Walsh eW. //Reprod. Domest. Anim. 2012. Vol. 47. Pр. 31-37.
23. Does size matter in females? An overview of the impact of the high variation in the ovarian reserve on ovarian function and fertility, utility of anti-Mullerian hormone as a diagnostic marker for fertility and causes of variation in the ovarian reserve / J. J. Ireland, G. W. Smith, D. Scheetz, eW. //Reprod. Fertil. Devel. 2011. Vol. 23. Pр. 1-14.
24. Impact of nutrition on oocyte quality cumulative effects of body composition and diet leading to hyperinsulinemia in cattle / S. J. Adamiak, K. Mackie, R. G. Watt, etc. //Biology Reproduction. 2005. Vol. 73. Pp. 918-926.
25. Effect of propylene glycol or elevated luteinizing hormone during follicle development on ovulation, fertilization, and early embryo development / K. S. Hackbart, R. W. Bender, P. D. Carvalho, etc.// Biology of Reproduction. 2017. Vol. 97. No. 4. Pp. 550-563.
26. Analysis of factors affecting the quantity and quality of embruo production in superovulated cows / J. Bezdicek, A. Makarevich, A. Stadnik, etc. //Zuchtungskunde. 2015. Vol. 87. № 4. Pp. 249-264.
27. Superovulatory response in Summer anestrus Buffaloes and cattle treated with estrus synchronization protocol/ M. U. Mehmood, S. Mehmood, A. Riaz, etc. // Journal of animal and plant science. 2012. Vol. 22. № 4. Pp. 888-893.
28. Косовский Г. Ю., Попов Д. В., Бригида А. В. Влияние теплового стресса на получение эмбрионов от коров-доноров калмыцкой породы в период воспроизводства // Наука и образование XXI века: опыт и перспективы: материалы международной научно-практической конференции, посвященной 20-летию Конституции Республики Казахстан и Ассамблеи народа Казахстана. Уральск, 2015. Ч. II. С. 144-148.
29. Tores-Junior, J.R.S. Effect of maternal heat-stress on follicular growth and oocyty competence in Bosindicus cattle / J. R. S. Tores-Junior, M. F. A. Pires, W. F. Sa, etc. // Theriogenology. 2008. Vol. 69. Pp. 155-166.
30. Косовский Г. Ю., Попов Д. В., Бригида А. В. Эффективность индукций суперовуляции пролонгированной формой препарата ФСГ-супер у коров-доноров эмбрионов в мясном животноводстве // Наука и образование XXI века: опыт и перспективы: материалы международной научно-практической конференции, посвященной 20-летию Конституции Республики Казахстан и Ассамблеи народа Казахстана. Уральск, 2015. Ч. II. С. 148-150.
31. Donor category and seasonal climate associated with embryo production and survival in multiple ovulation and embryo transfer programs in Holstein cattle /L. M. Vieira, C. A. Rodrigues, M. F. Mendanha, eW. // Theriogenology. 2014. Vol. 82. Рр. 204-212.
32. Bennett I. L., Finch V. A., Holmes C. R. Time spent in shade and its relationship with physiological factors of thermoregulation in three breeds of cattle //Appl. Animal Behav. Sci. 1985. Vol. 13. Рр. 227-236.
33. Brito L. F., Silva A. E., Barbosa R. T. Testicular thermoregulation in Zebu, crossbred and Bos Taurus bulls: relationshiop with scrotal, testicular vascular cone and testicular morphology and effects on semen quality and sperm production // Theriogenology. 2004. Vol. 61. Рр. 511-528.
34. Heat tolerance of Boran and Tuli crossbred streers / J. B. Gaughan, T. L. Mader, S. M. Holt, eta // Journal Animal Sci. 1999. Vol. 77. Рр. 2398-2405.
35. Al-Katanani Y. M., Hansen P. J. Induced thermotolerance in bovine two-cell embryos and the role of heat shock protein 70 in embryonic development// Mol. Reproduction Dev. 2002. Vol. 62. Рр. 174-180.
36. Fereira R. M. The low fertility of repeat-breeder cows during summer heat stress is related to a low oocyte competence to develop into blastocysts// J. Dairy Sci. 2011. Vol. 94. Рр. 2383-2392.
37. New approaches to superovulation in the cow/G. A. Bo, D. C. Guerrero, A. Tribulo, ete.//Reproduction Fertilization Development. 2010. Vol. 22. № 1. Рр. 106-112.
38. Bo G. A., Rogan D. R., Mapletoft R. J. Pursuit of method for single administration of pFSH for superstimulation in cattle: What we have learned// Theriogenology. 2017 May. Vol. 112. Pp. 26-33.
39. Superovulatory response in relation to the size and side of ovary location in high yielding dairy cows on the first of treatment protocol/G. Palubinskas, Z. Vytuolis, J. Vida, etc. // Veterinarskiarhiv. 2016. Vol. 86. Pp. 65-76.
40. Timed embryo transfer programs for management of donor and recipient cattle / Р. S. Baruselli, R. M. Ferreira, J. N. S. Sales, etc. // Theriogenology. 2011. Vol. 76. No. 9. Pp. 1583-1593.
41. Ovarian Response to Different Dose Levels of Follicle Stimulating Hormone (FSH) in Different Genotypes of Bangladeshi Cattle / M. S. Ali, M. A. M. Y. Khandoker, M. A. Afroz, etc. //Asian-Australasian Journal of animal science. 2012.Vol. 25. No. 1. Pp. 52-58.
42. Ali M., Zeitoun M. M. Effectiveness of a recombinant human follicle stimulating hormone on the ovarian follicles, peripheral progesterone, estradiol-17 beta, and pregnancy rate of dairy cows // Veterinary word. 2016. Vol. 9. No. 7. Pp. 699-704.
43. Sartori R., Monteiro Р. L. J. Jr., Wiltbank M. C. Endocrine and metabolic differences between Bostaurus and Bosindicus cows and implications for reproductive management //Animal Reproduction. 2016. Vol. 13. No. 3. Pp. 168-181.
44. Characterization of the ovarian response to superovulation in Creole Coreno cattle using reduced doses of FSH / F. Villase or González, J. F. de la Torre Sanchez, G. M. Velázquez, etc. // Revista Mexicana De Ciencias Pecuarias. 2017.Vol. 8. No. 3. Pp. 225-232.
45. Супервовуляция у коров-доноров эмбрионов калмыцкой породы при применении пролонгированной формы препарата ФСГ / Г. Ю. Косовский, Д. В. Попов, А. В. Бригида и др. // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса. Волгоград: Волгоградский ГАУ, 2015. № 3 (39). С. 106-108.
46. Эмбриопродуктивность при индукции суперовуляции пролонгированной формой препарата ФСГ-супер коров калмыцкой породы в период воспроизводства / Г. Ю. Косовский, Д. В. Попов, А. В. Бригида и др. // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса. Волгоград: Волгоградский ГАУ, 2015. № 2 (38). С. 148-152.
47. Effect of Omnigen-AF supplemention on in vitro embryo development and gene expression in superovulated donor beef cows / A. Р. Snider, S. A. Armstrong, D. J. McLean, efá.// Journal of animal science. 2017. Vol. 95. № 4. Рр. 53-54.
48. Stadnik, L. Ovarian activity and embryo yield in relation to the postpartum period in superovulated dairy cows / L. Stadnik, J. Bezdicek, A. Makarevich, eW. //Acta Veterinaria BRNO. 2017. Vol. 86. No. 1. Pp. 51-57.
49. Superovulatory responses and embryo recovery in germplasm conservation of semi wild Toda buffaloes of Nigiris / R. A. Kumar, M. Iyue, D. V. Patel, etc. // Buffalo Bulletin. 2017. Vol. 36. No. 2. Pp. 439-445.
50. Superovulation with Synchronization of Follicle Wave and Naturally-Induced Estrus in Holstein Cows / M. E. Soria Parra, C. A. Soria Parra, D. Argudo Garzon, etc. // Rev. prod. anim. 2017. Vol. 29. No. (1). Pp. 40-43.
51. Gossypol disrupts embryo development in heifers / M. Villasenor, A. C. Coscioni, K. N. Galvao, etc. // Journal of dairy science. 2008. Vol. 91. No. 8. Pp. 3015-3024.
52. Comparison of three superovulation protocols with or without GnRH treatment at the time of artificial insemination on ovarian response and embryo quality in Thai native heifers / V. Chankitisakul, J. Pitchayapipatkul, Р. Chuawongboon, etc. // Tropical Animal Health and production. 2017. Vol. 49. No. 3. Pp. 633-639.
53. Effect of different doses of FSH on superovulation, production and quality of embryo in North Omani Cattle breed/A. M. Husseuin, Y. O. Al-Shakaili, A. N. Al-Ismaily, etc. // Indian Journal of animal Reserch. 2017. Vol. 51. No. 1. Pp. 8-14.
54. Efficacy of induction of luteolysis in superovulated cows is dependent on time of prostaglandin F2 alpha analog treatment: effects on plasma progesterone and luteinizing hormone profiles / J. H. M. Viana, M. S. B. Vargas, L. G. B. Siqueira, etc. // Theriogenology. 2016. Vol. 86. No. 4. Pp. 934-939.
55. Косовский Г. Ю., Попов Д. В., Бригида А. В. Способ индукции суперовуляции у коров-доноров эмбрионов с пролонгированием действия гипофизарных гонадотропинов // Патент РФ № 2617042, опубл. 21 июня 2017 г.
56. Косовский Г. Ю., Попов Д. В., Бригида А. В. Фармакологическая композиция с пролонгированным действием гонадотропинов для проведения индукции суперовуляции у самок млекопитающих// Патент РФ № 2633079, опубл. 21 июня 2017 г.
57. Пелле М., Рум Ш. Композиции пролонгированного высвобождения и способ их получения//Патент РФ 99124209. МПК A61K9/16, A61K38/09/; опубл. 18.11.1999. 5 с.
58. Казумити Я., Акико Я., Есио Х. Композиции пролонгированного действия и способ получения указанной композиции // Патент РФ 2297240. МПК A61K38/09, A61K47/34, A61K47/12, A61K9/00, A6^35/00, A6^15/00, A6^5/24; опубл. 20.04.2007. 23 с.
59. Препараты с задержкой высвобождения, содержащие полимеры с очень низкой молекулярной массой /Р. Шериф-Шейк, А.-П. Де Суза Дельгадо и др. // Патент РФ 2453329. МПК A613/22 А61К47/30 А61К9/22; опубл. 10.12.2010. 28 с.
60. Будевич А. И., Павленя А. К., Юращик С. В. Пролонгатор фолликулостимулирующего гормона // Патент Респ. Беларусь: BY6081 С1: А 61К38/24, 31/721, А 61D 19/04/; опубл. 30.03.04. 2 с.
61. Сьёгрен Х. У., Баггер Х. Л. Стабилизация FSH// Патент РФ 2574012: МПК A61K 38/24, A61K 9/00, A61K47/02, A61K 47/10/; опубл. 27.01.2016. Бюл. № 3. 56 с.
62. Kimura K. Superovulation with a single administration of FSH in aluminum hydroxide gel: a novel superovulation method for cattle // Journal of reproduction and development. 2016. Vol. 62. No. 5. Pp. 423-429.
63. Стимуляция суперовуляции у коров-доноров пролонгированной формой ФСГ/ В. Бабенков, Д. Бадмаев, Д. Попов, Л. Бабенкова и др. // Аграрное обозрение. 2010. № 3. С. 60-61.
64. Косовский Г. Ю., Попов Д. В., Бригида А. В. Методы корректировки индукции суперовуляции с целью получения оптимального количества эмбрионов, пригодных к трансплантации // Ветеринария Кубани. 2015. № 5. С. 15-17.
65. Средство, пролонгирующее действие фолликулостимулирующего гормона, индуцирующего суперовуляцию у коров-доноров / В. Ю. Бабенков, Л. В. Бабенкова, Ю. А. Якубец и др. // Патент РФ 12490. МПК A 61K 47/48, A 61D 19/00; опубл. 30.10.09. 2 с.
66. Косовский Г. Ю., Бригида А. В., Попов Д. В. Эффективность индукции суперовуляции у коров-доноров эмбрионов при применении различных схем введения препарата фолликулостимулирующего гормона // Ветеринария и кормление. 2016. № 5. С. 29-31.
67. Lengthened superstimulatory treatment in cattle: Evidence for rescue of follicles within a wave rather than continuous recruitment of new follicles/A. G. Guerra, A. Tribulo, J. Yapura, eW. // Theriogenology. 2015. Vol. 84. No. 3. Pp. 467-476.
68. Kirkpatrick B. W. Genetics of reproduction in cattle // The genetics of cattle / eds. D. Jarrick, A. Ruvinsky. Ames, USA: Iowa State University and Armidale; Australia: University of New England. 2015. Рp. 260-283.
69. Взаимосвязь геномной нестабильности и эмбриопродуктивности у коров-доноров эмбрионов / Т. Т. Глазко, Г. Ю. Косовский, Д. В. Попов и др. // Ветеринария Кубани. 2015. № 6. С. 9-11.
70. Глазко Т. Т., Косовский Г. Ю., Глазко В. И. Биомаркеры геномной нестабильности у животных сельскохозяйственных видов // Сборник трудов, посвященный пятилетию создания ФГБНУ «ЦЭЭРБ». 2017. С. 23-30.
71. Глазко Т. Т., Дубинский С. Е., Косовский Г. Ю. Частота встречаемости цитогенетических аномалий в клетках крови крупного рогатого скота // Сельскохозяйственная биология. Серия «Биология животных». 2007. № 6. С. 58-63.
72. Heritability of baseline and induced micronucleus frequencies / H. Surowy, A. Rinckleb, M. Luedeke, eW. // Mutagenesis. 2011. Vol. 26. № 1. Pр. 111-117.
73. Evaluation of genetic components in traits to superovulation, in vitro fertilization, and embryo transfer in Holstein cattle / K. L. P. Gaddis, S. Dikmen, D. J. Null, eta// Journal of Dairy Science. 2017. Vol. 100. № 4. Pр. 2877-2891.
74. Genetic analysis of superovulatory response of Holstein cows in Canada / C. Jaton, A. Koeck, M. Sargolzaei, eta. // Journal of Dairy Science. 2016. Vol. 99. № 5. Pр. 3612-3623.
75. Short communication: Genetic correlations between number of embryos produced using in vivo and in vitro techniques in heifer and cow donors / C. Jaton, A. Koeck, M. Sargolzaei, eta. // Journal of dairy science. 2016. Vol. 99. № 10. Pр. 8222-8226.
76. Comparative analysis of granulosa cell gene expression in association with oocyte competence in FSH - stimulated Holstein cows/ D. A. Landry, C. Fortin, A-M. Bellefleur, eta. // Reproduction Fertility and Development. 2017. Vol. 29. № 12. Pр. 2324-2335.
77. Identification of single nucleotide polymorphisms in the bovine follicle-stimulating hormone receptor and effects of genotypes on superovulatory response traits/A. T. Cory, C. A. Price, R. Lefebvre, etc. //Animal Genetics. 2013. Vol. 44. № 2. Pp. 197-201.
78. An Mspl polymorphism in the inhibin alpha gene and its associations with superovulation traits in Chinese Holstein cows / K. Q. Tang, S. J. Li, W. C. Yang, etc.// Molecular Biology Reproduction. 2011. Vol. 38. № 1. Pp. 17-21.
79. Polymorphisms of the bovine luteinizing hormone/choriogonadotropin receptor (LHCGR) gene and its association with superovulation traits/ W. C. Yang, K. Q. Tang, S. J. Li, etc. //Molecular Biology Reports. 2012. Vol. 39. № 3. Pp. 2481-2487.
80. Two novel SNPs of the type I gonadotropin releasing hormone receptor gene and their associations with superovulation traits in Chinese Holstein cows / W. C. Yang, S. J. Li, Y. H. Xie, etc.// Livestock Science. 2011. Vol. 136. Pp. 164-168.
81. Polymorphisms in 5' upstream rigion of the FSH receptor gene, and their association with superovulation traits in Chinese Holstein cows / W. C. Yang, S. J. Li, K. Q. Tang, etc. //Animal Reproduction Science. 2010. Vol. 119. № 3-4. Pp. 172-177.
82. Polymorphisms of the bovine growth differentiation factor 9 gene associated with superovulation performance in Chinese Holstein cows / K. Q. Tang, W. C. Yang, S. J. Li, etc. // Genetic Molecular Res. 2013. Vol. 12. № 1. Pp. 390-399.
83. Association of a missens mutation in the luteinizing hormone/choriogonadotropin receptor gene (LHCGR) with superovulation trains in Chinese Holstein heifers / Y. Yu, Y. Pang, H. Zhao, etc. //Animal Science Biotechnology. 2012. Vol. 3. № 1. Pp. 35.
84. Leyan Y., Hui Li., Zhendan Sh. Immunization against inhibin improves in vivo and in vitro embryo production //Animal Reproduction Science. 2015. Vol. 163. Pp. 1-9.
85. Bernard D. J., Chapman S. C., Woodruff T. K. Mechanisms of inhibin signal transduction // Recent Program Hormone Res. 2001. Vol. 66. Pp. 417-450.
86. Association between IGF-I, IGF-IR and GHRH genepolymorphisms and growth and carcass traits in beef cattle / R. A. Curia, H. N. de Oliveirab, A. C. Silveirab, etc. / Livestock Production Science. 2005. Vol. 94. Pp. 159-167.
87. Effects in cattle of genetic variation within the IGF1R gene on the superovulation performance and pregnancy rates after embryo transfer/ W.-C. Yang, L.-G. Yang, H. Riaz, etc. //Anim. Reprod. Sci. 2013. Vol. 143. Pp. 24-29.
88. Ionotropic glutamate receptor AMPA 1 is associated with ovulation rate / M. Sugimoto, S. Sasuki, T. Watanabe, etc. // PloS One. 2010. Vol. 5. № 11. Pp. 13817.
FACTORS AFFECTING THE RESPONSE OF OVARIES OF DONOR COWS TO EXOGENOUS GONADOTROPIN (REVIEW)
A.V. Brigida1, S. A. Bursakov1, O. A. Skachkova1, V. I. Sorokin2, S. N. Kovalchuk1
Center for Experimental Embryology and Reproductive Biotechnologies, ul. Kostyakova, 12, str. 4, Moskva, 127422, Russian Federation
2Orenburg State Agrarian University, ul. Chelyuskintsev, 18, Orenburg, 460014, Russian Federation
Abstract. Embryo transfer is a widely used biotechnological method for accelerated reproduction of cattle. It is directed to the obtaining the maximum polyovulatory response of gametogenic organs to exogenous gonadotropins, and, accordingly, to the obtaining the maximum amount of high-quality embryos suitable for the transfer. However, the problem of the variability of the response of cows' ovaries to gonadotropin FSH/LH preparations, which are generally recognized as the most effective, has not overcome. About 30% of animals do not show a response to exogenous gonadotropins, leading to the end of the embryo transfer procedure and economic losses. The quality of the ovarian response to induction of polyovulation has a multifactorial dependence, which makes it difficult to predict the effectiveness of this method and affects the economic expediency of the procedure. The aim of this review is to systematize the literature data on factors affecting the effectiveness of the response of ovaries of donor cows to the induction of polyovulation by exogenous gonadotropins. Special attention is paid to the search for prognostic criteria based on the development of molecular genetic markers (association of genes polymorphism with signs of polyovulatory response) that have a predictive ability. It is assumed that their use will make it possible to select donor cows with the highest type of ovarian response (25 and more dominant follicles per one stimulation session) and with 92-96% yield of high-quality oocytes that are capable of fertilization. It was reported about genes of the follicle-stimulating hormone receptor (FSH receptor), inhibin alpha (INHA), progesterone (PGR), growth factor and differentiation 9 (GDF9), luteinizing hormone/choriogonadotropin receptor (LHCGR), progesterone receptor, GnRHRI, and ionotropic glutamate receptor for alpha-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole propionic acid 1 (AMPA1/GRIA1) as predictors of superovulation. The predictive markers can be used to solve the problems of technological forecasting in the practice of production of bovine embryos and optimization of the technology of embryo transfer. Keywords: cattle; embryo transfer; superovulation; reproduction; biomarkers.
Author Details: A. V. Brigida, head of division (e-mail: [email protected]); S. A. Bursakov, Cand. Sc. (Biol.), senior research fellow
(e-mail: [email protected]); O. A. Skachkova, head of division (e-mail: [email protected]); V. I. Sorokin, Cand. Sc. (Biol.), assoc.
prof. (e-mail: [email protected]); S. N. Kovalchuk, Cand. Sc. (Biol.), acting director (e-mail: [email protected]).
For citation: Brigida A.V., Bursakov S. A., Skachkova O. A., Sorokin V. I., Kovalchuk S. N. Factors Affecting the Response of Ovaries of
Donor Cows to Exogenous Gonadotropin (Review). Dostizheniya nauki i tekhnikiAPK. 2018. Vol. 32. No. 6. Pp. 56-63 (in Russ.). DOI:
10.24411/0235-2451-2018-10614.
