KR100270835B1 - 가축의 번식능력 및 지방 조정유 수율을 증가시키기 위한 소마토트로핀의 투여방법 - Google Patents
가축의 번식능력 및 지방 조정유 수율을 증가시키기 위한 소마토트로핀의 투여방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 분만후 초기에 투여를 개시함으로써 가축의 번식능력을 증진시키기 위한 소마토트로핀의 사용 방법을 제공한다. 본 발명의 한 태양에 따라서, 소마토트로핀(5mg/일)을 분만후 5일째에 시작하여 동물이 임신할 때까지 또는 분만 후 약 100일까지 계속 투여한다.
Description
[발명의 명칭]
가축의 번식능력 및 지방 조정유 수율을 증가시키기 위한 소마토트로핀의 투여방법
[발명의 분야]
본 발명은 가축의 번식능력을 증가시키기 위해 소마토트로핀을 사용하는 방법, 특히 분만후 기간의 초기에 소마토트로핀을 투여하기 시작하여 가축의 번식능력을 증가시키는 방법에 관한 것이다.
[발명의 배경]
낙농경영의 기초가 되는 진정한 의미는 젖소가 임신을 하고, 송아지를 해산일까지 배고 있고, 분만시 우유를 생산하기 시작해야 한다는데 있다. 임신은 젖소 무리에서 우유 생산과 불가결한 관계에 있을뿐만 아니라, 암컷 자손은 육우 및 젖소 무리 모두에 있어서 미래의 생산자가 된다. 낙농업에서는, 평균 젖소 무리가 갖는 통상적인 생산 능력을 이용하여, 송아지 출산 간격이 대략 12개월, 약 360일 간격으로 유지될 때 가축의 일생 동안의 생산이 최대가 되는 것으로 여겨지고 있다. 이러한 360일의 간격을 사용하는 경우, 분만일을 0일로 간주한다. 분만에 이어서, 상기 동물은 발정기로 되돌아갈 시간을 필요로 한다. 젖소에서, 이 기간은 처음에는 14일정도로 일찍 발생하나, 보다 빈번하게는 더늦게, 예를들어 30 내지 72일정도로 늦게 발생한다. 가축의 임신기간은 약 280일로 고정되어 있으므로, 젖소는 적당한 송아지 출산 간격이 최대 생산과 동시에 유지될 수 있도록 분만후 약 150일 이내에 임신해야 한다. 약 21일의 발정주기에 있거나, 발정기로의 회복이 지연되거나, 인공수정에 따른 착상의 실패에 이어서 발정기로의 회복에 있는 젖소는 360일의 수유기사이의 간격이 중단될 수 있다. 그러나, 상기 분만후 초기는 우유 생산이 최대일 때의 기간을 나타내며, (음식물을 섭취하려는) 욕구는 대개 생산 수요를 만족시키기에는 불충분하다. 그러므로, 가축은 우유 생산을 지탱하기 위해서 체내에 비축된 지방을 동원시켜야 한다. 이와 같이 동원되는 경우, 가축은 음의 에너지 균형 상태에 있다고 한다. 음의 에너지 균형은 가축의 번식효율에 유해한 것으로 간주된다. 예를 들어, 문헌 [Butler, et al., J. Animal Science, 53:742(1981)]을 참조할 수 있다. 따라서, 가축 관리자의 목표는 우유 생산을 최대화하면서 동시에 에너지 균형에 대한 소마토트로핀의 유해한 작용을 최소화하는 것이다.
소의 소마토트로핀은 뇌하수체 전엽에서 생성되며 이러한 190 내지 191개 아미노산 단백질의 대사 작용은 다양하다. 예를들어 상기 물질은 수년간 우유 생산을 증가시키는 것으로 알려져 왔다. 그러나, 이것이 소마토트로핀의 유일한 작용은 아니며, 글루코즈 및 지질 대사, 골격 성장 및 단백질 합성을 비롯한 다른 대사적 변화들도 보고되어 있다. 또한, 다량의 우유 생산은 젖소를 음의 에너지 균형 상태로 만들므로, 우유 생산과 번식능력 모두에 대한 소마토트로핀의 효과에 대해 다수의 연구가 수행되어 왔다. 이러한 연구의 대부분은 소마토트로핀 처리가 번식능력에 현저한 영향을 미치지 않으며, 몇몇 연구는 소마토트로핀을 비교적 고농도로 사용하거나, 또는 분만후 초기에 사용하는 경우 번식효율이 약간 감소된다고 보고하였다. 번식에 대한 부정적인 효과를 보고하는 상기 연구들은 소마토트로핀의 치료용량이라 칭할 수 있는 양, 즉 우유 생산을 증가시키는데 필요한 소마토트로핀의 양으로 일반적으로 약 5 내지 50mg/동물/일로 인식되는 양을 사용하였다.
본 발명의 방법에 따라, 분만후 초기에 소마토트로핀을 투여하기 시작한 가축은 가축교배에 비해 개선된 번식효율을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 번식능력을 개선시키는데 유효한 소마토트로핀의 용량은 하루에 젖소당 14mg 미만의 양이다. 상기 용량의 소마토트로핀 처리는 동물이 다시한번 임신할 때까지 또는 분만후 약 100일까지(어떤 경우든 먼저 발생하는 때까지) 계속 수행한다. 상기 첫번째 처리기간이 끝난 다음에는, 소마토트로핀 처리를 받은 동물에게 전형적인, 높은 우유 생산을 유지시키기에 최대로 유효한 용량의 소마토트로핀으로 계속 처리한다. 놀랍게도, 젖소를 본 발명의 방법에 따라 소마토트로핀으로 처리하면 단지 보다 많은 투여량의 소마토트로핀을 사용했을 때 나타나는 것보다 많은 FCM(Fat Corrected Milk, 지방 조정유)이 생성된다.
[관련 문헌 정보]
1990년 11월 29일자 공개된 PCT 출원 제 WO 90/14100호의 공보에는 번식 또는 시판 단계 직전의 성장기(최종 단계)동안 소마토트로핀을 투여함으로써 식품 생산 동물의 번식력을 증가시키는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 본 발명은 성장의 최종 단계동안에는 투여를 필요로 하지 않는다.
문헌[Z. Ibrahim, et al., “The Use of Biosynthetic Human Growth Hormone to Augment Ovulation Induction with Buserelin Acetate/Human Memopausal Gonadotropin in Women with a Poor Ovarian Response”, Fertility and Sterility, vol. 55, No. 1, (1991. 1)]에는 인간 성장 호르몬이 부세렐린 아세테이트 및 인간 폐경 고나도트로핀으로 치료한 여성의 난포 성장속도를 자극하는 것으로 보고되어 있다. 그러나, 본 발명은 상기와 같은 부가적인 치료를 필요로 하지 않는다.
문헌[R. Homburg, et al., “Growth Hormone Facilitates Ovulation Induction by Gonadotrophins”, Clinical Endocrinology, Vol. 29, pp. 113-117(1988)]에는 인간 성장 호르몬이 이미 고나도트로핀 치료에 내성을 보인 여성에 있어서 고나도트로핀에 대한 난소 반응을 자극하는 것으로 보고되어 있다. 그러나, 본 발명은 분만후 기간에 유용하다.
동물의 번식에 대한 소 소마토트로핀(bovine somatotropin; bSt) 투여 효과를 시험한 다수의 연구가 있다. 예를들면:
문헌[M. Lucy, “Effects of Calcium Salts of Long-Chain Fatty Acids, Growth Factors, and Energy Balance on Ovarian Follicular Dynamics in Postpartum Dairy Cows” (Doctoral Dissertation, University of Florida, (1990)]에는 수유기의 가축을 분만후 60 내지 100일 사이에 개시하여 25mg/일의 bSt로 처리하는 연구가 보고되어 있다. 상기 문헌은 bSt 처리로 큰 소낭을 제외하고 중간 크기의 소낭을 증가시킴을 보고하였다.
문헌[D. E. Bauman, et al., “Responses of High-Producing Dairy Cows to Long-Term Treatment with Pituitary Somatotropin and Recombinant Somatotropin, Production Research Paper”, J. Dairy Science, 68:1352-1362(1985)]에는 bSt 처리된 어린 암소의 번식 변수가 상주 가축의 평균과 같거나 더 우수한 것으로 보고되어 있다. 그러나, 본원에 기술된 프로토콜과는 달리, bSt의 투여는 분만후 약 84일째에 개시하여 188일까지 13.5mg/일의 최소 투여량으로 계속 투여된다.
문헌[D. E. Bauman, et al., “Feeding and Management 11”, J. Dairy Science, Vol. 71, p. 205(1988)], [R. C. Lamb, et al, J. Dairy Science, Vol. 71, p. 208(1988)] 및 [A. N. Pell, et al., J. Dairy Science, Vol. 71, p. 206(1988)]은 각각, 분만후 60일째에 투여가 개시된 소메트리보브(sometribove) USAN(재조합 메티오닐소 소마토트로핀)의 서방성 제형이 젖소의 번식능력에 효과가 없음을 보고하고 있다.
문헌[D. L. Hard, et al., J. Dairy Science, Vol. 71, P. 210(1988)]은 분만후 60일째에 개시하여 소메트리보브 USAN의 서방성 제형으로 처리된 홀스테인(Holstein) 젖소가 임신 및 성공적인 송아지 생산율이 보다 낮음을 보고하고 있다.
문헌[W. A. Chalupa, et al., J. Dairy Science, Vol. 71, p. 210(1988)]은 재조합 bSt를 10.3mg/일 정도의 적은 투여량으로 투여시 임신가능일수 또는 임신율에 영향을 미치지 않음을 보고하고 있다.
문헌[A. A. Aguilar, et al., J. Dairy Science, Vol. 71, p. 208(1988)]은 소메트 리보브 USAN의 투여가 젖소의 번식능력에 효과가 없음을 보고하고 있다.
문헌[D. L. Palmquist, J. Dairy Science, Vol. 71, p. 206(1988)]은 분만후 30일째에 개시하여 10mg/일 정도로 적은 재조합 bSt로 처리된 젖소가 번식능력에 대해 효과 없음을 보고하고 있다.
문헌[C. Thomas, et al., J. Dairy Science, Vol. 70, p. 175(1987)]은 12.5mg/일 정도로 낮은 투여량의 재조합 bSt는 젖소의 초기착상 비율에 영향을 미치지 않음을 보고하고 있다.
문헌[R. Rajamahendran, et al., “Effect of Single Lactation Treatment with Recombinant Bovine Growth Hormone on Reproductive Performance in Dairy Cows, Animal Reproduction Science”, 24:211-216(1991)]은 10.3 및 20.6mg/일의 재조합 bSt의 매일 투여가 젖소의 번식에 대해 영향을 미치지 않음을 보고하고 있다.
본 발명은 소마토트로핀의 투여시기 및/또는 투여량에 있어서 상기 참고문헌들과 상이하다.
[발명의 요약]
하나의 실시태양으로, 본 발명은 유효량의 소마토트로핀을 분만후 초기에 가축에게 투여함을 포함하는, 가축의 번식력을 증가시키는 방법을 제공한다.
보다 구체적으로, 본 발명의 상기 태양은 14mg/일 미만의 소마토트로핀을 분만 후 5일째에 시작하여 가축에게 투여함을 포함한다.
보다 더 구체적으로, 본 발명은 소마토트로핀 5mg/일을 분만 후 14일째에 시작하여 비경구 주입하고 임신이 될 때까지 또는 분만후 약 100일까지(어떤 경우든 먼저 발생하는 때까지) 계속 주입함을 포함하는, 가축의 번식력을 증가시키는 방법을 제공한다.
본 발명의 두번째 태양은
(a) 유효량의 소마토트로핀을 분만후 0일째에 시작하여 임신이 될 때까지 또는 분만후 약 100일까지(어떤 경우든 먼저 발생하는 때까지) 계속되는 첫번째 처리기간동안 젖소에게 투여하고,
(b) 상기 첫번째 처리기간의 정지에 이어서 바로 다음날 시작되는 두번째 처리기간동안 지방 조정유를 증가시키고 이를 유지시키는데 유효한 양의 소마토트로핀을 상기 젖소에게 투여함을 포함하는, 젖소에 있어서 번식효율과 지방 조정유 수율을 모두 증가시키는 방법을 제공한다.
보다 특히, 본 발명의 상기 태양은 상기 첫번째 처리기간(이때 유효량은 14mg/일 미만이다) 및 두번째 처리기간(이때 유효량은 약 5 내지 50mg/일이다)동안의 소마토트로핀의 투여를 포함한다.
가장 특히, 본 발명의 상기 태양은 상기 첫번째 처리기간 동안의 투여를 5mg/일의 양으로 상기 첫번째 처리기간의 약 14일재에 시작하고, 상기 두번째 처리기간동안의 투여를 약 14mg/일의 양으로 상기 첫번째 처리기간이 끝난 다음날에 시작하는 소마토트로핀의 투여 방법을 포함한다.
본 발명의 세번째 태양은 유효량의 소마토트로핀을 분만후 초기에 동물에게 투여함을 포함하는, 상기 동물의 지방 조정유 수율을 증가시키는 방법을 제공한다.
보다 구체적으로, 상기 방법은 14mg/일 미만의 소마토트로핀을 분만후 5일째에 시작하여 동물에게 투여함을 포함한다.
가장 특히, 상기 방법은 5mg/일의 소마토트로핀을 분만후 14일째에 시작하여 분만후 약 60일까지 계속해서 피하 주입을 통해 투여함을 포함한다.
[발명의 상세한 설명]
임의의 공급원으로 부터의 소 소마토트로핀(bSt)을 본 발명의 방법에 사용할 수 있는데, 유일한 필요조건은 상기 소마토트로핀이 목적하는 효과를 일으킬 수 있어야 하는 것이다. 이는 물론 비-고유 형태의 소 소마토트로핀, 예를들어 유전적으로 가공된 유기체에 의해 생산된 소마토트로핀을 포함할 것이다. 재조합체에 의해 생산된 다수의 소마토트로핀은 고유(소)단백질과 일치하지는 않으나, 생물활성인, 즉 목적하는 호르몬 효과를 생성하는 아미노산 서열을 갖는다. 기타 형태의 소마토트로핀으로는 동물의 체내 가공들에 의해 변경되거나 활성화되는데 필요한 형태로 투여된 후에 목적하는 효과를 이룰 수 있는 것들이 있다. 소마토트로핀은 소의 뇌하수체 전엽에서 생산되며 따라서 상기 조직은 탁월한 bSt 공급원으로서 작용한다. 소 소마토트로핀은 문헌[C. H. Li, J. Biol. Chem. 211:555(1954)]에 개시된 방법에 따라 상기 뇌하수체로부터 단리되고 정제될 수 있다. 동등하게 적합한 기타의 방법들이 또한 당해 분야에 공지되어 있다. 예를 들어, 문헌[W. L. Miller, et al, J. Biol. Chem. 255:7521-24(1980)] 및 미합중국 특허 제 4,371,462호를 참조할 수 있다. 또한, 상기 뇌하수체-유래 생성물에 대한 주요 상업출처는 A. F. Parlow, Harbor-UCLA Medical Center(미합중국 캘리포니아주 토렌스 소재)이다.
소의 뇌하수체는 단지 약 5 내지 15mg의 소마토트로핀을 함유하기 때문에 [Peel and Barman, J. Dairy Sciene, 70:474(1987)], 소 소마토트로핀을 발현하도록 유전적으로 가공된 미생물의 사용은 본 발명을 실시하는데 필요한 소마토트로핀의 또다른 풍부한 공급원을 제시한다. 이러한 다수의 유기체들은 예를들어 문헌[Seelbury, et al., DNA 2:37(1983)]에 개시되어 있다. 또한, 수탁번호 39173, 39174 및 39175로 아메리칸 타입 컬쳐 콜렉션(ATCC, 17판, 1989)으로 부터 입수할 수 있는 소 소마토트로핀을 생산하는 에스케리키아 콜라이 균주가 존재한다.
본 발명의 방법을 실시하기 위해서, 가축 또는 젖소 관리자는 가축을 관리하는 특정 조건 및 상황하에서 사용하기에 적합한 투여 형태가 필요하다. 입수가능한 형태들중 임의의 형태의 선택은 상기와 같은 공정을 다루는 분야의 숙련가들의 기술범위내에 있다. 물론, 이러한 형태는 그러한 공정에 통상적인 온도, 보관 및 취급조건을 견디는데 적합해야 한다. 관리 조건하에서 사용하기에 적합한, 제조 약학자들에게 공지된 다수의 투여 형태가 존재한다. 그러므로, 소마토트로핀을 호르몬 전달 분야에 공지된 임의의 다수의 기법에 따라 투여하기 위해 제형화하거나, 호르몬 전달에 사용하기에 쉽게 적합한 공지된 제형들로 제형화할 수 있다.
소마토트로핀을 가장 단순한 형태로서, 분말형태로 수득하고 물과 혼합한다. 상기 용액은 또한 적합한 완충제, 염, 보존제 등을 함유할 수 있다. 한편으로, 소마토트로핀을 착화, 흡착, 화학적 변형 또는 다른 분자에 대한 공유 결합에 의해 불용성으로 만들어 현탁액으로 사용할 수도 있다.
본 발명의 방법을 위한 소마토트로핀의 투여에는 서방성 제형이 또한 적합하다. 상기 제형은 일반적으로 혈류로의 흡수를 지연시키기 위해서 용해도가 감소된 소마토트로핀을 포함한다. 또한, 상기 제형은 소마토트로핀의 흡수를 지연시킬 수 있는 기타 성분들, 약제, 담체등을 포함할 수도 있다. 미세피막형성, 중합체성 포집시스템 및 삼투압 펌프를 생분해가능 여부에 관계없이 또한 사용하여 소마토트로핀이 캡슐 또는 매트릭스로부터 확산되는 것을 지연시키거나 조절할 수 있다.
상기 제형은 물론 다수의 수단에 의해 투여될 수도 있지만, 모든 제형들이 모든 투여경로에 적합한 것은 아님을 명심해야 한다. 예를들어, 소마토트로핀은 위 장관으로 부터 쉽게 흡수되지 않으며, 따라서 일반적으로 경구섭취는 적합한 투여수단이 아니다. 사용하기에 용이한 적합한 점도로 추정하여, 액제 및 현탁제가 일반적으로 주입된다. 주입하기에 점도가 너무 큰 현탁제는 경우에 따라 상기 목적을 위해 고안된 장치를 사용하여 주입할 수 있다. 서방성 형태는 일반적으로 비경구 또는 장용성 수단을 통해 투여한다.
본 발명을 실시하는데 사용되는 소마토트로핀의 투여경로는 비경구 투여가 바람직하다. “비경구”란 주입, 및 경구, 비내, 질내, 직장 및 구강 투여에 적합한 제형을 포함한다. 피하 또는 근육내 주입이 바람직하며, 근육내 주입이 가장 바람직하다.
상기 제제의 임의의 추가의 성분들은 비-면역원성이고 생물학적으로 상용성이어야 할 뿐 아니라 생분해, 생흡수, 또는 완전한 분자로서 제거될 수 있어야 한다. 상기 제제는 즉시 사용할 수 있는 형태로 공급되거나 또는 투여에 앞서 비히클 첨가를 필요로 하는 멸균 분말 또는 액체로서 공급될 수 있다. 멸균이 바람직한 경우, 상기 제제를 멸균 조건하에서 제조하거나, 혼합물의 개별적인 성분들을 멸균시키거나 또는 상기 제제를 사용전에 멸균 여과할 수도 있다.
본 발명에 따른 소마토트로핀의 투여는 분만후 초기에 언제든지 시작할 수 있다. 그러나, 동물이 분만으로부터 회복하기 위해서, 분만후 약 5일까지 처리를 지연시켜야 함이 권장되고 있다. 10일간의 지연이 보다 바람직하고, 14일이 바람직하다. 상기 처리기간동안 임신을 증진시키는 데 유용한 소마토트로핀의 양은 약 14mg/일 미만이고, 5mg/일이 바람직하다. 처리는 임신이 될 때까지 또는 분만후 적어도 약 100일까지(어느 경우든 먼저 발생하는 때가지) 계속 실시한다.
우유 수율을 증가시키기 위한 소 소마토트로핀의 처리는 분만후 약 75일 내지 100일째에 개시해야 함이 젖소 관리 분야의 숙련가들에게 일반적으로 인식되어 있다. 전형적으로, 비-처리된 가축교배에 비해 투여되는 소마토트로핀의 양은 25 내지 50mg/일의 범위이다. 따라서, 본 발명의 두번째 태양은, 본 발명의 한 실시태양에 따른 분만후 초기동안의 처리의 정지에 이어서, 소마토트로핀을 높은 우유 생산을 유지시키기에 최대로 유효한 투여량, 예를들어 약 5 내지 50mg/일로 계속 투여함을 제공한다. 14mg/일이 바람직하다.
본 명세서 및 특허청구범위 전체를 통해 사용된 용어들을 하기와 같이 정의한다:
“d”는 일을 의미한다.
“번식능력” 및 “번식효율”은 다음과 같은 변수들, 즉 임신가능일수, 착상율, 첫번재 교배 착상율, 두번째 교배 착상율, 임신율 및 착상당 교배를 포함한다.
“임신가능일수”란 확인된 임신과 관련하여 마지막 송아지 생산일로부터 사육일까지의 일수를 의미한다.
“착상율”이란 사육된 젖소수단 임신한 젖소의 수를 의미한다.
“첫번째 교배 착상율”이란 첫번째 송아지 생산후 사육된 젖소수당 첫번째 인공수정(AI)으로 임신한 젖소의 수를 의미한다.
“두번재 교배 착상율”이란 두번째 송아지 생산후 사육된 젖소수당 두번째 AI로 임신한 젖소의 수를 의미한다.
“임신율”이란 처리그룹내에서 입수할 수 있는 젖소 총수당 임신한 젖소의 수를 의미한다.
“착상당 교배”란 총 임신 횟수당 교배(AI)수를 의미한다.
“가축”은 고기 및 낙농 모두를 목적으로 사육된 소를 포함한다.
“분만후”란 송아지 생산(0일째)에서 시작하여 수유기(약 305일)전체를 통해 계속되는 번식주기의 기간이다. “분만후 초기”란 분만후 0일째부터 약 60일간의 기간의 일부이다.
본원에 사용된 “소마토트로핀” 또는 “St”란 임의의 공급원으로 부터 유래된 소 소마토트로핀을 지칭하며, 소의 뇌하수체 및/또는 재조합 유기체로 부터 단리되거나 생산된 St를 포함한다.
하기는 본 발명의 예시를 돕고자 하는 것이지 결코 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석해서는 안된다.
동물 및 처리 : 사우스웨스트 미시간의 상업 낙농장에 있는 수유하는 다산의 홀스테인 젖소 210마리를 본 연구에 사용한다. 송아지를 생산한 젖소들을 분만후 11d 내지 14d 사이에 5개 그룹의 구획으로 나눈다. 각 구획내의 젖소들을 분만후 14d 전에 5개의 처리 그룹중 하나로 무작위로 나눈다. 처리 그룹들은 분만후 130d간 주입되지 않은 대조용(C), 분만후 60d 간 주입되지 않고, 이어서 분만후 61d 내지 130d간 매일 rbSt 14mg을 근육내(IM) 주입한 것, 즉 0 내지 높은 투여량으로 주입한 것(OH), 분만 후 14d 내지 130d간 매일 rbSt 5mg을 IM 주입한 것, 즉 적은 투여량으로 주입한 것(L), 분만후 14d 내지 60d 간 매일 rbSt 5mg을 IM 주입하고, 이어서 분만 후 61d 내지 130d간 매일 rbSt 14mg 을 IM 주입한 것, 즉 적은 투여량에서 높은 투여량으로 주입한 것(LH), 분만 후 14d 내지 130d간 매일 rbSt 14mg을 주입한 것, 즉 높은 투여량으로 주입한 것(H)으로 이루어졌다.
rbSt 주입은, 젖소들이 분만으로부터 회복되고, 전형적으로 분만후 초기의 수유기에 우유 수율 및 우유 성분이 변동하는 동안 rbSt의 투여를 피하고, 목부가 적어도 130d의 수유기를 완료한 후보들로 판단되는 젖소를 확인하기 위해서, 적합한 그룹들에서 분만 후 14d째에 시작한다. rbSt의 투여량 변화는 분만후 61d째에 발생한다. 60일은, 젖소의 사육이 시작되어야 하고 수유기의 후-절정이고 양의 에너지 균형(EB)으로 회복되는 분만후 시기에 가까운, 일반적으로 허용가능한 표준시간이다. 상기에 의해 분만 후 60d 전과 60d 째에 시작하여 rbSt가 제공된 젖소들간의 번식능력이 비교된다.
연구로부터 배제된 젖소의 대체는 주입 개시전(즉, 분만후 14d 전)에 일어난다. 대체는 다음에 입수할 수 있는 젖소로 수행한다. 분만후 14d 후에 분실된 젖소들은 대체하지 않는다. 분만 후 14 내지 90d 사이에 배제된 젖소들에 기인하여 동등하지 못한 실험 그룹이 생성될 수도 있다.
근육내 주입 : rbSt를 우리에서 생산한다. 동결건조시킨 rbSt 병을 4℃에서 보관한다. rbSt 병을 사용하는 날에 멸균증류수 21ml로 용해시킨다. 사용하지 않은 용해된 rbSt는 냉장고에 보관하고 바로 다음날에만 사용한다. 최종 농도는 8.6mg rbSt/ml이다. 14mg의 rbSt를 투여하는 젖소에게 1.6ml(13.8mg)을 주입하고, 5mg을 투여하는 젖소에게는 0.6ml(5.2mg)을 주입한다. 23g의 1.9cm 바늘을 갖는 3ml의 일회용 주사기를 사용하여 매일 1회 반건상 근육에 주입한다. 주입은 목부에 의해 오전 착유(0500-0545)전에 축사에서 수행한다. 주입된 젖소는 단일(5mg 투여량) 또는 이중(14mg 투여량)사선으로 뒷다리에 크레용으로 표시한다.
데이타 수집 : 가축의 통상적인 일과표에 따라 젖소를 오전(0600-1330)과 오후(1800-0130)에 착유한다. 또한, 처리그룹과 무관하게 젖소에게 사료를 공급한다. 젖소는 표준의 전체 혼합된 사료를 먹인 그룹이다. 생산이 감소함에 따라, 일부의 동물을 생산 수요가 만족되도록 식사 성분량을 변경시켜 단백질과 에너지를 감소시킨 인접 축사로 옮긴다. 일반적으로, 젖소는 1일 착유량이 36kg 이하이거나 착유 100일후에 고생산 축사로부터 옮겨진다. 우유 중량은 착유시 매번 전자적으로 (Bou-Matic 우유 유량계) 기록한다. 유지방은 매 2주마다 독립적인 연구소(G. Wise; Scotts, MI)에 의해 측정된다. 몸 상태의 가시적인 평가(1=매우 야윔, 5=매우 살찜; 문헌[E. E. Wildman, G. M. Jones, P. E. Wagner, R. L. Boman, H. F. Troutt, T. N. Lesch(1982), “A Dairy Cow Body Condition Scoring System and its Relationship to Selected Production Characteristics”, J. Dairy Sci. 65:495]의 방법에 따라)는 실험시 각각의 젖소에 대한 목부들의 여론에 의해 한주일의 주어진 날자에 매 2주마다 수행한다. 또한, 가축에게 발정기, 인공수정(AI) 및 확인된 임신 날짜와 같은 정확한 사육 기록들을 유지시킨다. 가축 수의사는 모든 젖소들을 분만후 대략 40d째에 시작하여 2주 간격으로 검사하고, AI후 40 내지 45d 째에 젖소들의 임신여부를 조사한다. 가축 관리 방침은 분만 후 40d 후에 AI를 시작하는 것이다. 수의학적 권장 사항 및 가축의 통상적인 관리에 따라, 진단된 질병에 대해 가축을 치료한다. 예를 들어, 유방염 또는 자궁염에 걸린 젖소에게 적합한 항생제를 투여하고, 난포성 난소 또는 무발정기의 경우에는 외래 고나도트로핀 또는 프로스타글란딘 F2α로 치료한다. 우수한 번식 프로그램을 갖는 가축에 대해서, 젖소는 50%이상이 분만 후 13d까지 임신이 확인되어야 한다(J. R. Chenault, “Effect of Fertirelin Acetate or Buserelin on Conception Rate at First or Second Insemination in Lactating Dairy Cows”, J. Dairy Sci. 73:633(1990)); 따라서, 시험은 130d째에 마친다. FCM, 수유 곡선(절정까지의 기울기, 절정까지의 시간, 진폭, 절정후의 기울기), 첫번째 발정기 까지의 일수, 첫번째 AI까지의 일수, 임신가능일수, 발정기간 간격, 첫번째 교배 착상율, 임신율 및 착상당 교배에 대해 통계학적 분석을 수행한다. 연구에서 배제된 젖소의 수 및 배제 이유를 처리와 관련하여 조사한다.
모든 번식 및 건강 관련 변수들을 분만 후 130d의 시험 지속 기간동안 발생하는 사건들을 기준으로 계산한다. 번식 변수는 임시가능일수, 착상율, 첫번째 교배착상율, 두번째 교배 착상율, 임신율 및 착상당교배를 기준으로 계산한다.
통계학적 분석 : 무작위로 완성된 구획 디자인을 이용한다. 지정된 시이트상에 5개의 처리를 42개의 구획으로 임의로 순서를 정하고, 연속해서 송아지를 생산한 동물들을 분만 후 11d 내지 14d 사이에 처리하도록 할당한다.
우유 수율에 대해서, 목적하는 주 반응 변수는 주입 개시일(분만 후 14d)로부터 분만 후 130d을 통해 평균 1일 3.5% FCM이다. 평균 1일 FCM을 또한 수유기 초기동안 rbSt 투여량의 효과(5mg/d 대 14mg/d 대 대조용)를 검사하기 위해서 14 내지 60d 간 검사한다. 수유 곡선 분석에 대해서, 절정까지의 기울기 및 절정후의 기울기를 회귀 분석에 의해 각각의 젖소에 대해 측정한다. 절정은 14d 내지 130d의 수유기동안 관찰된 최대 FCM이다. FCM 절정이 16d 미만 또는 128d이상의 수유기에서 발생하는 경우, 기울기는 없는 것으로 간주한다. 이러한 일이 발생하는 경우는 없다.
3.5% FCM 수율의 조절은 문헌[H.F. Tyrrell, J. T. Reid, “Prediction of the Energy Value of Cow′s Milk”, J. Dairy Sci. 48:1215(1965)] 및 문헌[G. E. Stoddard, “How Fat-Corrected Milk Originated”, Hoard′s Dairyman, 1980. 3. 10., p. 319]의 특정식(3.5% FCM=0.432kg 우유+16.23kg지방)을 기본으로 한다. 수유기 1d 내지 14d의 우유 수율을 상기 분석에서 공변이로서 사용한다(S. R. Lowry, F. G. Owen, “Potential of Milk Yield in Short Segments of Early Lactation as Covariates in Feeding Experiments”, J. Dairy Sci. 64: 533(1981)). 11d 내지 14d 사이의 우유 수율은 0.4의 305d 수율과 관련있다(상기와 동일한 문헌). 공변이가 없는 상기 모델을 사용하여 절정까지의 기울기, 절정까지의 일수, 절정의 진폭, 절정후의 기울기, 첫번째 발정기/교배까지의 시간, 임신가능일수, 착상율 및 임신율을 분석한다. 신체 상태는 공변이를 사용하여 분석하고, 공변이 없이 분석한다. 공변이를 사용한 분석을 또한 처리 그룹들간의 기울기의 상이성에 대해 시험한다.
Chi 스퀘어 분석을 사용하여 낭포성난소, 무발정기, 유방염 및 자궁염의 발생에 있어서 치료의 차이에 대해 시험한다.
우유 수율 : 표 1에 대해서, 가축은 분만후 처음 13d간 실험 그룹들간에 상이하지 않은(P＞0.30) FCM 양, 평균 29.7 내지 31.0kg/d(표 1)을 생산한다. 분만후 14 내지 60d 동안, C 및 OH 그룹의 젖소들은 rbSt를 투여하지 않았으며, 따라서 데이타는 상기 기간동안 상기 두 그룹의 젖소들을 5mg rbst/d (L 및 LH) 및 고(H) rbSt를 투여한 젖소들과 비교하여 수집한 것이다. 매일 5mg의 rbSt를 투여한 가축은 분만 후 14 내지 60d 사이에 투여하지 않은(38.0kg) 가축보다 하루에 1.2kg 이상(39.2kg P=0.02)의 FCM을 생산하고 H 젖소는 1.3kg 이상(39.3kg P＜0.05)의 FCM을 생산한다(표 1 참조). 그러나, FCM은 L 및 H 젖소간에는 상이하지 않다(P=0.88). 이러한 결과는 외래 bSt가, 분만 후 14d 째에 처리를 개시했을 때조차도, 초기 수유기간동안 우유 수율을 자극하는데 효과적이라는 선행 연구[A. L. Richard, et al., “Responses of Dairy Cows to Exogenous Bovine Growth Hormone Administered During Early Lactation”, J. Dairy Sci., 68:2385(1985)]와 일치한다. 그러나, 상기 결과는, 놀랍게도 FCM이 하루에 5 또는 14mg의 rbSt를 투여한 젖소들간에 상이하지 않으므로, 분만후 14 내지 60d 간의 FCM 반응의 rbSt 투여량 범위가 분만 후 70 내지 305d간의 범위와 유사함을 지지하지 않는다. 문헌[E. P. Stanisiewski, et al., “Production Performance of Dairy Cattle Administered Recombinantly Derived Bovine Somatotropin Daily: A Dose Range Study”, J. Dairy Sci. (In Press)]을 참조할 수 있다.
대조용 젖소는 분만 후 61 내지 130d 사이에 33.3kg FCM/d을 생산하며, 이는 rbSt를 투여한 각 그룹들에 의해 생산된 것보다 적다(P＜0.002; 표 1). 그러나, 대조용과 비교된 최저 반응이 L그룹(36.0kg FCM/d; P＜0.002; 표 1)에 있는 반면, 최고 FCM 반응은 OH(37.4kg/d, P＜0.0001) 및 LH(37.7kg/d, P＜0.0001)그룹에서 볼 수 있다. H-투여된 젖소에 의해 생산된 우유(36.2kg/d)는 LH그룹의 젖소와 상이함(P＜0.10)을 시사한다(표 1). 또한, LH 패턴의 rbSt를 투여한 젖소는 61d 내지 130d 동안에 L 투여시의 가축보다 매일 1.7kg의 FCM을 더 (P=0.04) 생산한다. 상기 데이타는 젖소가 분만 후 60d 내지 130d 간 5 및 14mg의 rbSt에 반응하는 점진적인 FCM의 증가를 나타냄(이는 분만후 14 내지 60d 간에는 나타나지 않는다)을 보인다.
시험 지속기간동안(분만 후 14d 내지 130d)의 평균 FCM 생산은 rbSt 투여된 젖소에서 대조용 (35.1kg FCM/d; 표 1)과 비교하여 2.2 내지 3.2kg/d 더(P＜0.005) 많다. 상기 시험기간동안(14d 내지 130d) rbSt를 투여한 실험그룹들의 평균 FCM은, 대조용과 비교하여 최저수의 반응이 L그룹 젖소(37.3kg/d)에 있고 최고수의 반응이 LH 그룹 젖소(38.3kg/d; 표 1)에 있더라도, 현저하게 상이하지 않다(P=0.15 내지 P=0.82).
절정일의 우유 수율은 대조용에서, 다른 처리 그룹들과 현저하게 상이하지 않은(P＞0.10) 평균 46.9kg을 생산하지만, H rbSt 그룹의 가축은 대조용보다 최고 2.3kg 더(P=0.14) 생산하고 LH 그룹의 가축은 최고 2.4kg 더(P=0.13)생산한다. 대조용의 절정수율은 분만후 44.1d에 발생하는 반면, OH 가축은 최고 19.8d 후에 발생한다(P=0.005; 표 2). OH 가축에게 rbSt를 투여하는 것은 분만후 60d 째에 시작하며, 이는 대조용 본래의 절정(분만 후 약 44d)이후이다. 절정 이전의 rbSt 투여 개시는, L, LH 및 H 그룹의 젖소들이 55.9, 56.0 및 51.4d 째에 절정에 도달하며 이는 대조용과 상이하지 않으므로(P＞0.10), 일시적인 절정의 발생을 변화시키는데는 최소의 효과를 갖는 것으로 보인다(표 2).
전반적으로, 절정 이전의 FCM 기울기는 처리 그룹들 사이에서 유사하다(표 2). 그러나, L(기울기=0.22) 및 H(기울기=0.59) 그룹의 가축들은 P=0.06 에서 서로 상이한 극단적인 범위를 나타낸다. 절정 이후의 FCM은 OH 그룹에서 최소한 급격히 감소하며 H 그룹에서 가장 급격히 감소한다 (기울기=-0.06 및 -0.25, P=0.08; 표 2). 분만 후 14 내지 60d 간 FCM 반응은 5(L 및 LH) 또는 14(H)mg의 rbSt/d을 투여한 가축에서 유사하다.
번식 : 130d의 시험기간 동안 평균 임신가능일수는 rbSt 투여에 의해 영향받지 않으며 (P=0.91), 78.4 내지 85.0d 범위이다(표 3). 또한, 착상당 교배는 평균 1.39 내지 1.56으로, 처리 그룹들간에 차이가 없다(P=0.96; 표 3). 그러나, L 그룹의 가축은 H그룹의 젖소(57.2%; 표 4)에 비해 개선된(P=0.04) 임신율(80.0%)을 갖는다. 대조용 젖소의 임신율(70.0%)은 임의의 다른 그룹의 젖소들과 현저하게 상이하지 않다(P=0.24 내지 P=0.48; 표 4). LH(62.3%)와 OH(62.3%)그룹 모두의 가축은 L 젖소와 비교시 임신율이 감소되는 경향이 있다 (표 4). 유사하게, 착상율은 임신율 양상을 반영한다; L 그룹의 젖소는 H 그룹의 젖소(60.3%; 표 5)보다 더 우수한 (P=0.05) 최고의 착상율(82.2%)을 갖는다. L 그룹의 젖소는 또한 LH(63.9%, P=0.09) 또는 OH(65.8%, P=0.14) 젖소와 비교시 숫적으로 개선된 착상율을 갖는다(표 5). 첫번째 교배 착상율은 C(44.8%) 및 OH(45.6%) 가축과 다르지 않다(P=0.95, 표 5). 그러나, 60d 전, 후 모두에 rbSt를 투여한 가축중에서, L 그룹 가축은 H 그룹의 34.3%(P=0.05) 및 LH 그룹의 38.2%(P=0.10)에 비해 57.8%의 첫번째 교배 착상율을 갖는다. 첫번째 발정기는 L 그룹(41.1d) 및 LH 그룹(44.0d, 표 5)의 가축보다 약 16 내지 13d 늦은 (P＜0.05) H 그룹(57.1d)의 가축에서 관찰된다. 또한, L-투여된 가축은 대조용보다 9d 빠른(P=0.17) 첫번째 발정기가 관찰된다. 더욱 또한, LH 젖소는 OH 젖소보다 약 11d 더 빨리(P=0.10) 발정기로 회복된다. 상기 데이타는 분만후 초기 기간동안 rbSt의 적은 투여량(L 및 LH)이 첫번째 분만후 발정기로 회복되는 일수를 감소시킬 수도 있음을 나타낸다.
첫번째 발정기로의 일수에 있어서 처리 그룹 차이는 첫번째 교배까지의 일수와 동일한 정도로 반영되지 않으나, H 그룹의 젖소들은 L(P=0.14) 또는 LH(P=0.17) 젖소보다 약 7d 늦게 교배한다(표 5). 5개 그룹의 젖소들간의 첫번째 교배까지의 일수의 차이에 대한 이러한 부족은 가축 관리자가 분만후 40d 후에 사육을 시작하는 것으로 생각하는 사실에 기인한 듯하며, 따라서 보다 일찍 탐지된 발정기는 첫번째 교배까지의 일수에 영향을 미치는 점으로 보아 상기 관리 프로그램하에서는 거의 잇점이 없다. 그러나, 일단 발정 주기가 분만후에 개시되면, 젖소들은 규칙적인 발정주기를 나타내며; 보다 이른 발정주기의 설정은 사육시키기 전에 수회의 발정주기를 제공하여 착상율에 긍정적인 효과를 생성시킨다(문헌[W. R. Butler and R. D. Smith, “Interrelationships Between Energy Balance and Postpartum Reproductive Function in Dairy Cattle”, J. Dairy Sci., 72:767(1989)] 및 [C. R. Staples, et al., “Relationship Between Ovarian Activity and Energy Status During the Early Postpartum Period of High producing Dairy Cows”, J. Dairy Sci., 73:938(1990)]을 참조할 수 있다).
[표 1]
[표 2]
abc상이한 위첨자를 갖는 컬럼의 값들은 서로 상이하다 (p≤0.10)
de상이한 위첨자를 갖는 컬럼의 값들은 서로 상이하다 (p≤0.05)
f절정은 분만후 14 내지 130d 사이에서 젖소당 최대 1일 FCM으로 정의한다. 절정일은 절정시 분만후 날짜이다.
g14일에서 절정일까지
h절정일에서 분만후 130일까지
i평균 제곱 오차
[표 3]
[표 4]
[표 5]
Claims (12)
14mg/일 미만의 소마토트로핀을 젖소에게 분만후 5일째에 시작하여 투여함을 포함하는, 젖소의 번식능력을 증가시키는 방법.
제1항에 있어서, 임신이 될 때까지 또는 분만후 약 100일까지 (이들중 먼저 일어나는 경우까지) 계속 투여하는 방법.
제2항에 있어서, 소마토트로핀의 양이 5mg/일인 방법.
제2항에 있어서, 분만후 약 14일째에 투여하기 시작하는 방법.
제1항에 있어서, 비경구 수단으로 투여하는 방법.
제5항에 있어서, 피하주입으로 투여하는 방법.
14mg/일 미만의 소마토트로핀을 젖소에게 분만후 5일째에 시작하여 임신이 될 때까지 또는 분만후 약 60일까지 (이들중 먼저 일어나는 경우까지) 투여함을 포함하는, 젖소의 지방 조정유의 수율을 증가시키는 방법.
제7항에 있어서, 피하주입으로 투여하는 방법.
(a) 14mg/일 미만의 소마토트로핀을 분만후 초기 0일째에 시작하여 임신이 될 때까지 또는 분만후 약 100일까지 (이들중 먼저 일어나는 경우까지) 계속되는 첫번째 처리기간동안 젖소에게 투여하고, (b) 상기 첫번째 처리기간이 끝난 다음날에 개시되는 두번째 처리기간동안 5 내지 50 mg/일의 소마토트로핀을 상기 젖소에게 투여함을 포함하는, 젖소의 번식능력을 증가시키는 방법.
제9항에 있어서, 첫번째 처리기간동안의 소마토트로핀의 투여를 5mg/일의 양으로 약 14일째에 개시하고, 두번째 처리기간동안의 투여를 약 14mg/일의 양으로 하는 방법.
(a) 14mg/일 미만의 소마토트로핀을 분만후 초기 0일째에 시작하여 임신이 될 때까지 또는 분만후 약 100일까지 (이들중 먼저 일어나는 경우까지) 계속되는 첫번째 처리기간동안 젖소에게 투여하고, (b) 상기 첫번째 처리기간이 끝난 다음날에 개시되는 두번째 처리기간동안 5 내지 50 mg/일의 소마토트로핀을 상기 젖소에게 투여함을 포함하는, 젖소의 지방 조정유 수율을 증가시키는 방법.
제11항에 있어서, 첫번째 처리기간동안의 소마토트로핀의 투여를 5mg/일의 양으로 약 14일째에 개시하고, 두번째 처리기간동안의 투여를 약 14mg/일의 양으로 하는 방법.
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