不顕性乳房炎とコアグラーゼ陰性ブドウ球菌による乳房内感染が牛乳ペプチドームに及ぼす影響

Influence of subclinical mastitis and intramammary infection by coagulase-negative staphylococci on the cow milk peptidome.

• Maria Filippa Addis
• Elisa Margherita Maffioli
• Fabrizio Ceciliani
• Gabriella Tedeschi
• Valentina Zamarian
• Francesco Tangorra
• Mariangela Albertini
• Renata Piccinini
• Valerio Bronzo

抄録

コアグラーゼ陰性ブドウ球菌（CNS）は牛乳から分離された微生物であり、不顕性乳房炎や低BMSCC牛群のバルク乳体細胞数（BMSCC）の持続的な増加と関連している。ペプチド濃縮、LC-ESI-MS/MS、統計解析を組み合わせることで、不顕性乳房炎と中枢神経系感染が乳中ペプチドームに及ぼす影響を調べた。臨床的に健康なホルスタイン牛の1/4乳サンプルを細菌培養（BC）と体細胞計数（SCC）を2回連続で行い、28検体（陰性11検体、陽性17検体を含む）をペプチドミクス分析のために選択した。この研究では、1363種類の内因性ペプチドが同定され、主にカゼイン断片に代表されるCNS陽性の牛乳におけるペプチドの有意な増加が強調された。牛乳のペプチドームの変化は、タンパク質電気泳動およびデンシトメトリーによっても示されたように、SCCの発症に伴って増加した。また、CNSサンプルとCONTROLサンプルで有意に異なるペプチドが同定され、特徴づけられた。我々の結果は、中枢神経系による不顕性乳房炎が乳汁ペプチドームに有意な変化を引き起こす可能性があることを示しており、バイオマーカーパネルの同定や、牛乳および乳製品の技術的および感覚的特性に及ぼす影響を理解するための将来の研究への道を開くものである。重要性：本研究は、不顕性中枢神経系乳腺炎がウシ乳ペプチドームに与える影響についての最初の研究である。ペプチドの濃縮戦略と高感度MS/MS分析を組み合わせることで、健康な牛乳と乳房炎を起こした牛乳の非常に大規模なペプチドデータセットを作成することができました。CNSサンプルとコントロールサンプルの比較は、SCCクラスも考慮しており、不顕性乳房炎における乳タンパク質とペプチドの動態を理解するための可能性のあるいくつかのペプチドを強調し、その検出のための可能性を示唆しています。

Coagulase-negative staphylococci (CNS) are the most prevalent microorganisms isolated from cow milk and are associated with subclinical mastitis and persistent increases in the bulk milk somatic cell count (BMSCC) of low BMSCC herds. By combining peptide enrichment, LC-ESI-MS/MS, and statistical analysis, we investigated the influence of subclinical mastitis and CNS infection on the milk peptidome. Quarter milk samples from clinically healthy Holstein cows were subjected to bacteriological culture (BC) and somatic cell counting (SCC) for two consecutive samplings and 28 (including 11 negatives and 17 positives) were selected for peptidomic analysis. The study identified 1363 different endogenous peptides and highlighted a significant increase of peptides in CNS-positive milk, mainly represented by casein fragments. Milk peptidome changes increased with the SCC, as also demonstrated by protein electrophoresis and densitometry. Peptides significantly different in CNS or CONTROL samples were identified and characterized. Our results indicate that subclinical mastitis by CNS can induce significant changes in the milk peptidome, opening the way to future studies for the identification of a biomarker panel as well as for the understanding of their consequences for the technological and sensorial characteristics of cow milk and dairy products. SIGNIFICANCE: This is the first investigation on the impact of subclinical CNS mastitis on the bovine milk peptidome. The peptide enrichment strategy combined with a highly sensitive MS/MS analysis enabled the compilation of a very large peptide dataset for healthy and mastitic milk. The comparison of CNS and Control samples, also considering SCC classes, highlighted several peptides with potential for understanding milk protein and peptide dynamics in subclinical mastitis, with possible implications for its detection.

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