Nagy Szabolcs 1 Benedek Zsuzsanna 2 Polgár J. Péter 3 Magnus Andersson 4 A sertések lágyék- és heresérv tünetegyüttesének genetikai háttere Genetic background of scrotal and inguinal hernia in swine nagy.szabolcs@georgikon.hu 1Pannon Egyetem, Georgikon Kar, Állattudományi és Állattenyésztéstani Tanszék, egyetemi docens 2Pannon Egyetem, Georgikon Kar, Állattudományi és Állattenyésztéstani Tanszék, tanszéki mérnök 3Pannon Egyetem, Georgikon Kar, Állattudományi és Állattenyésztéstani Tanszék, egyetemi docens 4University of Helsinki, Faculty of Veterinary Medicine, Department of Clinical Veterinary Sciences, professzor Összefoglalás A sertések lágyék- és heresérve (hernia inguinalis et scrotalis) mind állatjóléti, mind gazdaságossági szempontból jelentős probléma. A betegség öröklődő, a vonatkozó hazai szakirodalom szerint valószínűleg egygénes, domináns-recesszív Mendel-i öröklésmenettel. A nemzetközi szakirodalom az utóbbi években ugrásszerű fejlődésen átment molekuláris genetikai vizsgálómódszerekre építve ma már egyértelműen poligénes öröklésmenetet tulajdonít a betegségnek, kiemelve a környezet és az egyes eltérő genotípusok (fajták, vonalak) komplex szerepét, esetleges interakcióit. A genetikai háttér felderítése, részletes megismerése különösen fontos, hiszen a betegség gazdasági jelentőségét nem elsősorban a fenotípusos elváltozást mutató egyedek állatorvosi kezelése (sebészeti beavatkozás) jelenti, hanem a tünetmentes, de hordozó tenyészállatok azonosítása. A fel nem ismert hordozó egyedtől például mesterséges termékenyítés alkalmazásával gyorsan sok utód nyerhető, ami tekintve a sertés faj rövid generációs intervallumát, a betegség gyors elterjedéséhez vezethet egy adott populációban. Az előadás áttekinti a betegségre vonatkozó nemzetközi genetikai vizsgálatokat. Bevezetés A sertések lágyék- és heresérve (hernia inguinalis et scrotalis) mind állatjóléti, mind gazdaságossági szempontból jelentős probléma. A betegség öröklődő, a vonatkozó hazai szakirodalom szerint valószínűleg egygénes, domináns-recesszív Mendel-i öröklésmenettel (Nagy, 1996; Szabó, 2004). A probléma nem ismeretlen a Pannon Egyetem Georgikon Karának magyar nagy fehér hússertés törzstenyészetében sem, ahol a tapasztalat azonban nem támasztja alá a fent említett egygénes öröklésmenetet. A nemzetközi szakirodalom az utóbbi években 276
ugrásszerű fejlődésen átment molekuláris genetikai vizsgálómódszerekre építve ma már egyértelműen poligénes öröklésmenetet tulajdonít a betegségnek, kiemelve a környezet és az egyes eltérő genotípusok (fajták, vonalak) komplex szerepét, esetleges interakcióit. A genetikai háttér felderítése, részletes megismerése különösen fontos, hiszen a betegség gazdasági jelentőségét nem elsősorban a fenotípusos elváltozást mutató egyedek állatorvosi kezelése (sebészeti beavatkozás) jelenti, hanem a tünetmentes, de hordozó tenyészállatok azonosítása. A fel nem ismert hordozó egyedtől például mesterséges termékenyítés alkalmazásával gyorsan sok utód nyerhető, ami tekintve a sertés faj rövid generációs intervallumát, a betegség gyors elterjedéséhez vezethet egy adott populációban. A lágyék- és heresérv kóroktana Lágyéksérvről akkor beszélünk, ha a hasűri szervek valamelyike a lágyékcsatornába, vagy a hereborék nyaki részébe jut. Amennyiben mélyebbre, a hereborék aljáig is lejut a sérvtartalom, akkor heresérv jön létre. A sérvre való hajlam öröklődő, akkor alakul ki, ha a lágyékgyűrűk túl tágak. A sérv gyakran már születéskor fennáll ha a lágyékgyűrű túl tág, a sérvtartalom saját súlyánál fogva a hereborékba jut (B. Kovács Tamás, 1977). Hámori (1974) homozigóta terhelt kocák és heterozigóta hordozó kanok rokonpárosításával arra a következtetésre jutott, hogy a sertés urogenitális készülékének veleszületett rendellenességei (here- vagy lágyéksérv, hermafroditizmus, végbélnyílás hiánya) gyakran kapcsolt öröklődést mutatnak, ami a polifaktoriális öröklés mellett szól. Metaanalízis A sertés faj esetében az alábbi közlemények jelentek meg a heresérv molekuláris genetikai hátterére vonatkozóan: Grindflek és mtsai (2006) lapály fajtán végzett vizsgálatokat ismertetnek. A teljes genomra terjedő vizsgálat lehetséges érintett QTL-eket azonosított a következő házisertés kromoszómákon (Sus scrofa chromosome SSC) 1, 2, 5, 6, 15, 17 és X. Az érintett féltestvérekre vonatkozó vizsgálat 9 érintett genomi régiót jelzett 8 kromoszómán, míg a transzmissziós diszekvilibrum teszt 6 genomi régiót jelzett 6 kromoszómán. Két régió az 5. és 17. kromoszómán mindkét módszerrel szignifikánsnak bizonyult, és további 5 régió bizonyult a vizsgálati módszerek egyikével szignifikánsnak az 1., 2., 6., 15. és X kromoszómán. A szerzők a következő gének érintettségét feltételezték: COL9A1, ESR1 (SSC1); CGRP, INLS3, MIS (SSC2); COL2A1 (SSC5); INSL5 (SSC6); CYP19A1 (SSC17). Du és munkatársai (2009) 6 árutermelő vonalat (pietrain, duroc, lapály, nagy fehér és ezek keresztezései) vizsgáltak. Eredményeik arra utaltak, hogy a 2. és 12. kromoszómán található 4 olyan régió, amely érintett lehet a tünetegyüttes kialakulásában. A következő gének érintettségét feltételezték: ELF5, KIF18A és COL23A1 (SSC2); 277 277
NPTX1 (SSC12). Egyértelmű különbségeket észleltek az egyes vonalak között, és gyakoribb volt a hernia megjelenése a keresztezett állományokban. Ding és munkatársai (2009) fehér duroc x erhualian állományon végezték munkájukat. Vizsgálataik 5 régiót jeleztek az SSC2, SSC4, SSC8, SSC13 and SSC16-on, illetve érintett lokuszokat azonosítottak az SSC2, SSC8, SSC10 and SSC18-on is, a legígéretesebbnek az SW933 régiót találták a 8. kromoszómán. Eredményeik szerint a genetikai analízisek során az egyes fajták, környezeti tényezők, gének közötti és a genotípus-környezet interakciók figyelembe veendők. Zhao és munkatársai (2009) pietrain fajtájú sertéseken végeztek vizsgálatokat. Két, a kollagén metabolizmusban érintett gént (HOXA10 SSC18; MMP2 SSC6), valamint egy olyan gént azonosítottak, amelyik cinkujj-fehérjét kódol (és amelynek más sérvtípusok kialakulásában is szerepe lehet, ZFPM2 SSC4). Az eredményeik megerősítették továbbá a COL2A1 (SSC5) gén szerepét is a tünetegyüttes kialakulásában. Az 1. táblázat az egyes szerzők által érintettnek tartott kromoszómákat és feltételezett géneket tünteti fel. 278
1. táblázat. A heresérv tünetegyüttesének kialakulásában érintett kromoszómák és gének az egyes szerzők szerint. Kromoszóma SSC1 SSC2 SSC4 SSC5 SSC6 SSC8 SSC10 Grindflek és COL9A1, CGRP, COL2A1 INSL5 mtsai ESR1 INLS3, MIS Du és mtsai ELF5, KIF18A, COL23A1 Ding és mtsai * * SW933 * Zhao és mtsai ZFPM2 COL2A1 MMP2 Kromoszóma SSC12 SSC13 SSC15 SSC16 SSC17 SSC18 SSCX Grindflek és mtsai * CYP19A1 * Du és mtsai NPTX1 Ding és mtsai * * * Zhao és mtsai HOXA10 A tünetegyüttes kialakulásának élettani hátterére vonatkozóan Beuermann és mtsai (2009) heresérves és fenotípusosan nem érintett újszülött malacok szöveti kalciumion-szintjeit vetették össze. A sérves malacok hashártyájában szignifikánsan alacsonyabb kalciumion-szintet kaptak. Következtetéseik szerint a sérv kialakulása apoptotikus probléma, oka a kalcium-anyagcsere zavara, amit több gén komplex interakciója okoz. A fenti szerzők eredményei egyértelműen a többgénes öröklésmenetet támasztják alá. Az érintett kromoszómák, a sertés génadatbázisban található vonatkozó genomi régiók összevetésével, az egyes szerzők által feltételezett DNS-szakaszok egymásra vetítésével terveink szerint azonosítható lesz egy olyan marker gén, amely vizsgálatával a hordozó egyedek kiszűrése megoldható lesz. 279 279
Irodalom 1. Beuermann C., Beck J., Schmelz U., Dunkelberg H., Schütz E., Brenig B. and Knorr C. Tissue calcium content in piglets with inguinal or scrotal hernias or cryptorchidism. J. Comp. Path. 2009. 140: 182-186. 2. B. Kovács A., Tamás L. 1977. A háziállatok sebészeti betegségei. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest, 476 old. 3. Ding N.S., H.R. Mao, Y.M. Guo, J. Ren, S.J. Xiao, G.Z. Wu, H.Q. Shen, L.H. Wu, G.F. Ruan, B. Brenig and L.S. Huang. 2009. A genome-wide scan reveals candidate susceptibility loci for pig hernias in an intercross between White Duroc and Erhualian. J Anim Sci 87:2469-2474. 4. Du Z., X. Zhoa, N. Vukasinovic, F. Rodriguez, A.C. Clutter and M.F. Rothschild. 2009. Association and haplotype analyses of positional candidate genes in five genomic regions linked to scrotal hernia in commercial pig lines. PLoS ONE 4(3): e48. 5. Grindflek E., Moe M., Taubert H., Simianer H., Lien S. and Moen T. 2006. Genome-wide linkage analysis of inguinial hernia in pigs using affected sib pairs. BMC Genetics 7:25. 6. Hámori D. 1974. Háziállatok öröklődő alkati hibái és betegségei. Akadémiai kiadó, Budapest, 583 old. 7. Nagy N. (szerk.) 1996. Az állattenyésztés alapjai. Mezőgazda Kiadó, Budapest, 283 old. 8. Szabó F. (szerk) 2004. Általános állattenyésztés. Mezőgazda Kiadó, Budapest, 460 old. 9. Zhao, X., Zhi-Qiang Du, N. Vukasinovic, F. Rodriguez, A.C. Clutter and M.F. Rothschild. 2009. Biological candidate gene analyses identify that HOXA10 and MMP2 are associated with scrotal hernia in pigs. Am J Vet Res 2009;70:1006 1012.37. doi:10.1371/journal.pone.0004837. 280