【研究領域課題番号】19K21166 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

炎症性子宮疾患 / 肝機能障害 / リポポリサッカライド / 遊離脂肪酸 / ケトン体 / 卵胞 / 卵母細胞 / 乳牛 / リポポリサッカライド結合タンパク / 顆粒層細胞 / エンドトキシン / 獣医学 / 畜産学 / 生殖内分泌学 / 高泌乳牛

【研究成果の概要】

本研究は乳牛の肝機能低下が炎症性子宮疾患の病態におよぼす影響を明らかにすることを目的とした。高泌乳牛では子宮の炎症と肝機能障害が高頻度で併発した。また，肝機能障害は卵胞内微小環境を変化させたとともに，子宮の炎症に由来する細菌毒素の卵胞液中濃度増加や卵巣機能低下に関与する可能性を示し，二つの疾病の相互連関を卵胞レベルで明らかにした。さらに，疾病モデルラットの作出によって乳牛で多発する代謝性疾患と生殖機能低下とを個々および双方から精査することが可能となった。

【研究の社会的意義】

炎症性子宮疾患および肝機能障害に関する研究の多くは対症療法の開発を中心とした臨床学的検討であり，双方からのアプローチによる分子レベルでの病態解明は行われていなかった。本研究により，高泌乳牛において多発する肝機能障害と炎症性子宮疾患は相互に連関を示し，卵胞内微小環境を変化させることで卵巣機能障害を引き起こす可能性が示された。本研究成果は新たなアプローチによる革新的な治療法の開発のための基礎的知見となり，乳肉牛の生産性向上に寄与することが期待される。

【研究種目】研究活動スタート支援

【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31

【配分額】2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)

【研究分野】動物生産科学

【研究領域課題番号】16K15023 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

獣医学 / 畜産学 / 応用動物 / 細胞・組織 / プロテオーム

【研究成果の概要】

哺乳類が一度に排卵する卵子の数は種によって厳密なコントロールがなされているが、その制御機構は解明されていない。本研究では排卵数を支配的に制御する卵巣内因子を探索するため、ウシ卵巣の顆粒層細胞を用いたトランスクリプトーム解析（RNA-seq）を実施した。その結果、最も大きく排卵まで至る「主席卵胞」と、二番目に大きく排卵されない「次席卵胞」の顆粒層細胞で発現量に差がある500以上の遺伝子を得た。このうち3個を「排卵数決定候補因子」として詳細な組織学的解析を行い、RNA-seqと同様の結果となることを確認した。

【研究の社会的意義】

本研究では排卵数の決定に関わる可能性がある複数の因子を同定することに成功した。これらの因子の機能を促進あるいは抑制することで、家畜やヒトの排卵数を任意に調節できるようになる可能性がある。それによって、双子の出産が問題となるウシでは双胎の回避、ブタでは産子数を増やすことによる生産効率向上、卵巣機能障害を持つ家畜やヒトにおいてはその治療などへの応用が可能となり、獣医畜産・医療分野へ大きく貢献することが期待される。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】動物生産科学

【研究領域課題番号】16H06206 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

繁殖 / 反芻家畜 / 細胞株 / GnRHニューロン / キスペプチンニューロン / 獣医学 / 畜産学 / 生理学 / 脳・神経 / 細胞・組織 / 応用動物 / 神経科学

【研究成果の概要】

ウシの最も重要な繁殖障害のひとつである卵胞嚢腫の主な原因は、排卵を誘起するGnRH（gonadotropin-releasing hormone）サージ発生中枢の機能不全であるとされるが、特に家畜におけるサージ発生中枢メカニズムはほとんど解明されていない。本研究は、反芻家畜のGnRHサージ発生中枢制御機構を解明することを目的とした。反芻家畜の繁殖中枢機能を細胞レベルで解析できる、ヤギ視床下部由来の細胞株（排卵中枢キスペプチンニューロン細胞株、卵胞発育中枢キスペプチンニューロン細胞株、GnRHニューロン細胞株）の樹立に成功した。

【研究の社会的意義】

本研究で樹立したヤギのキスペプチンニューロン細胞株およびGnRHニューロン細胞株は、家畜で唯一の視床下部由来神経細胞株であり、ウシを含む反芻家畜における繁殖中枢制御メカニズムの解析や、繁殖制御剤の開発に利用できる。その結果、反芻家畜の中枢性繁殖障害の発症機序が解明され、ウシの受胎率向上に資する新たな治療法が開発されると期待できる。

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31

【配分額】23,790千円 (直接経費: 18,300千円、間接経費: 5,490千円)

【研究分野】動物生産科学

【研究領域課題番号】16H02766 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

応用動物 / 獣医学 / 畜産学 / 神経科学 / ストレス / ウシ / 暑熱 / 心拍変動

【研究成果の概要】

本研究では、東南アジア地域で飼育されている乳用牛について、生理学的および遺伝学的解析により暑熱ストレスに強いウシの特徴を見出し、それらのウシが暑熱ストレス耐性を有するメカニズムを解明することを目的とした。カンボジア国内の農場で飼養されている乳用牛を対象として、ホルター型心電計を用いた心拍変動解析法により、心拍変動の周波数成分パラメータを用いて暑熱ストレス耐性を有する個体を選抜できることを明らかにした。また、それらの乳用牛を対象として、次世代シーケンサーを利用したGRAS-Di解析を行い、暑熱ストレス耐性をもたらす候補遺伝子の網羅的多型解析を実施した。

【研究の社会的意義】

本研究において確立した、心拍変動解析による自律神経機能の変化に着目してウシの暑熱ストレス反応を評価する手法は、暑熱環境下にあるウシの暑熱ストレスへの適応度の差違を判別するツールとして活用できる。今後、心拍変動の周波数成分パラメータを用いて暑熱ストレス耐性を有する乳用牛を選抜し、それらのウシを用いて、暑熱ストレス耐性の遺伝的背景や暑熱耐性の分子メカニズムの解明が進めば、世界的に期待されている「乳量が多くかつ暑熱ストレス耐性の高い乳用牛」への改良に資する基盤的知見を得ることが可能になる。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31

【配分額】40,300千円 (直接経費: 31,000千円、間接経費: 9,300千円)

【研究分野】動物生産科学

【研究領域課題番号】15K14842 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

応用動物 / 神経科学 / 獣医学 / 畜産学 / 性腺刺激ホルモン放出ホルモン / ヤギ / エストロジェン / 卵胞嚢腫 / GnRH

【研究成果の概要】

本研究では、エストロジェン受容体（ER）の発現をコンディショナルにノックアウトできる遺伝子改変ヤギの作出に向けた基盤的知見を集積することを目的とし、RACE法によりヤギERをコードする遺伝子（ESR1）のmRNA塩基配列および推定アミノ酸配列の同定を行った。また、去勢オスヤギの視索前野にエストロジェン結晶を微量留置したところ、黄体形成ホルモン（LH）サージ様の濃度上昇が誘起された。このことから、エストロジェンは視索前野に作用してサージ様のLH分泌を誘起することが示唆されたとともに、視索前野への微量投与法を確立することができた。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】基礎獣医学・基礎畜産学

【研究領域課題番号】24380161 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

繁殖生物学 / プロラクチン / 選択的スプライシング / シグナル伝達 / 性周期 / 獣医学 / 生理学 / 畜産学 / 遺伝学 / 受容体 / 乳腺 / 遺伝子

【研究成果の概要】

成熟雌ラットの性周期各時期に卵巣を摘出し、プロラクチン受容体ロングフォーム、ショートフォームについてリアルタイムPCRおよびウェスタンブロットを行ったところ、黄体退行の始まる時期である発情休止期の午後に、ロングフォームとショートフォームの発現比率がRNA・タンパクレベルで逆転した。そこでロングフォームの発現のみを抑制するスプライシング切替オリゴマーを持続的に投与し、血中性ステロイド濃度の測定を行ったところ、薬剤用量依存的に発情休止期の延長がみられた。以上より、ロングフォームが黄体の機能、および寿命の決定に中心的な関わりをもつことが示唆された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)

【研究分野】応用動物科学

【研究領域課題番号】24380154 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

応用動物 / 神経科学 / 獣医学 / 畜産学 / GnRH / ヤギ / キスペプチン / ニューロキニンB

【研究成果の概要】

本研究では、反芻家畜の卵胞発育を制御する視床下部神経機構の解明を目的とした。まず、ヤギニューロキニンB遺伝子（TAC3）のゲノム構造を解析し、TAC3のプロモーター領域を同定した。ニューロキニンBを含有する視床下部弓状核のKNDyニューロン活性をオプトジェネティクス技術により制御できるヤギを作出するため、アデノ随伴ウイルスベクターによる遺伝子導入法とCre-loxPシステムを組み合わせ、KNDyニューロン特異的な光感受性イオンチャネル発現を可能にする技術開発を行った。また、KNDyニューロンがウシ視床下部に存在することを確認し、KNDyニューロンはGnRH分泌を促進的に制御することを示した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2012-04-01 - 2016-03-31

【配分額】18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)

【研究分野】応用動物科学

【研究領域課題番号】23658223 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

応用動物 / 神経科学 / 獣医学 / 生理学 / 畜産学 / ヤギ / キスペプチン / 卵胞嚢腫

【研究成果の概要】

本研究では、脳領域特異的なキスペプチン遺伝子（KISS1）改変動物の作出に向けた基盤的知見を集積することを目的とし、ゲノムウォーキング法によりヤギKISS1のゲノム構造を明らかにした。また、高濃度エストロジェン投与により、雌雄ヤギにおいて黄体形成ホルモン（LH）サージが誘起され、このとき視索前野キスペプチンニューロンが活性化することを明らかにした。LHサージ発生機構には雌雄による機能差が存在することから、雄ヤギの高濃度エストロジェン応答性LH分泌反応が雌の卵胞嚢腫モデルとして活用できることが示唆された。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2011 - 2013

【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)

【研究分野】応用動物科学

【研究領域課題番号】14606007 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

アニマルテクノロジー / 体細胞クローン / 遺伝子改変動物 / 受精卵 / 畜産学 / 獣医学 / 家畜 / 卵成熟

【研究成果の概要】

1)インドネシア・ブラビジャヤ大学生殖生物学部門教授のS.B.Sumitro博士を招聘し、「The use of zona pellucida protein for immunocontraceptive antigen」と題するセミナー、及びをウイスコンシン医科大学生化学部門助教授の松山茂実博士を招聘し、「Bcl-2 family proteins and cell death regulation」と題するセミナーを行った。また、国内からアニマルテクノロジーに関する専門家を4名招聘し、セミナーを行った。
2)自治医科大学分子病態治療研究センター教授の小林英司博士を招聘し、「ブタは食べるだけ?」と題するセミナーを行い、アニマルテクノロジーによって家畜の意義がより広い分野で高まっていることについて情報を収集した。
3)オーストラリア・アデレード大学において体細胞クローンの研究動向調査を行った。スウェーデン農科大学獣医学部において受精卵の大量生産技術の現状と将来の研究方向の調査を行った。インドで開催されたアジア大洋州畜産学会議において、アジアにおけるアニマルテクノロジーの動向について情報を収集した。
4)オーストラリア・アデレード大学において、アニマルテクノロジーに関するアジアシンポジウムを共催し、世界の動向について情報を収集した。
5)体細胞クローン技術による遺伝子欠損動物作出戦略について検討した。特に、「卵巣から採取した卵子を体外成熟させ、除核未受精卵をつくる。また体外成熟卵子を体外受精・体外発生させ、胚盤胞をつくり、そのような胚盤胞から胚性幹細胞株を樹立する。胚性幹細胞株を用いて遺伝子欠損細胞を作り、これを除核未受精卵に移植する。このような核移植胚を体外で培養し、生存胚を仮親に移植する」という戦略の有効性を検討した。
6)調査結果をまとめ、「Animal Frontier Science」と題する本に計9編の論文を寄稿し、出版した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2002

【配分額】3,400千円 (直接経費: 3,400千円)