家畜のストレス発現を調節する脳内メカニズムの解明及びその人為的制御法の探索

• Project/Area Number: 14760183
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Applied animal science
• Research Institution: National Institute of Agrobiological Sciences
• Principal Investigator: 作本 亮介 独立行政法人農業生物資源研究所, 生体機能研究グループ, 研究員 (20343999)
• Project Period (FY): 2002 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2004: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2003: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2002: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
• Keywords: ブタ / ストレス / 繁殖 / サイトカイン / 卵巣機能 / 脳内生理 / ステロイドホルモン / 発情周期 / 脳 / 神経内分泌 / コルチゾール / 卵巣 / 視床下部 / 性腺刺激ホルモン放出ホルモン

Research Abstract

飼育管理上の様々なストレスは、繁殖機能や免疫機能の低下、異常行動を誘起し、家畜生産に大きな影響を与えている。本研究は、ストレスに対するブタ脳(視床下部)-下垂体-性腺軸による対処(制御)機構を明らかにすることにより、新たなストレス軽減法や効率的な家畜生産法確立のための基礎的知見を提供することを目的とした。本年度は、これまでに得られた知見を元にして、感染ストレスを想定した種々のサイトカインによる性腺(卵巣-黄体)機能調節メカニズムの解明を試み、以下の知見を得た。
発情周期の各期にあるブタから黄体(排卵後の卵胞で形成され、妊娠の成立と維持に必須な一過性の内分泌器官)を採取し、種々のサイトカインとそれらの受容体発現を検討した。その結果、脳組織中にも発現の見られた腫瘍壊死因子(TNF)やインターフェロンガンマ(IFN)だけでなく、インターロイキン(IL)-4、IL-6ならびにそれぞれの特異的な受容体の存在が初めて明らかとなった。また、培養細胞を用いてIL-4とIL-6が黄体機能におよぼす影響を調べたところ、IL-4とIL-6が培養黄体細胞のプロジェステロンおよびエストラジオール分泌を抑制することが明らかとなった。これらの知見は、IL-4とIL-6がステロイドホルモンの分泌を抑制することによって、黄体の退行開始機構に関与することを示すものであり、ストレス等がその一因となる早期黄体退行による発情周期の異常や受胎率の低下に、TNFやIFNとともに、IL-4とIL-6が関与している可能性を示すものである。

Research Products

• [Journal Article] A novel stereotaxic approach to the hypothalamus for the use of push-pull cannula in Holstein calves (2005)
  • Author(s): Etsuko Kasuya
  • Journal Title: Journal of Neuroscience Methods 141 Pages: 115-124
• [Journal Article] Radiotelemetry recording of electroencephalogram in piglets during rest (2005)
  • Author(s): Toshiyuki Saito
  • Journal Title: Physiology & Behavior (in press)
• [Journal Article] Possible actions of tumor necrosis factor-α in ovarian function (2004)
  • Author(s): Ryosuke Sakumoto
  • Journal Title: Journal of Reproduction and Development 50 Pages: 39-46
  • NAID: 10026620853
• [Journal Article] Development of a stereotaxic instrument for study of the bovine central nervous system (2004)
  • Author(s): Toshiyuki Saito
  • Journal Title: Brain Research Bulletin 62 Pages: 369-377
• [Journal Article] A technique for long-term implantation of a microcatheter into the third ventricle of post-pubertal Chinese Meishan pigs based on ventriculography (2004)
  • Author(s): Ryosuke Sakumoto
  • Journal Title: Journal of Neuroscience Methods 137 Pages: 97-101
• [Journal Article] 黄体の寿命-動物種によって異なる黄体退行のメカニズム- (2004)
  • Author(s): 奥田 潔
  • Journal Title: 家畜診療 51 Pages: 717-728
• [Publications] Ryosuke Sakumoto: "Central and peripheral concentrations of tumor necrosis factor-α in Chinese Meishan pigs stimulated with lipopolysaccharide"Journal of Animal Science. 81. 1274-1280 (2003)
• [Publications] Kiyoshi Okuda: "Multiple roles of TNF super family members in corpus luteum function"Reproductive Biology and Endocrinology (On-line Journal). 1. 95 (2003)
• [Publications] Ryosuke Sakumoto: "Tumor necrosis factor-α (TNF) inhibits progesterone and estradiol-17β production from cultured granulosa cells : Presence of TNF receptors in bovine granulosa and theca cells"Journal of Reproduction and Development. 49. 441-449 (2003)
• [Publications] Ryosuke Sakumoto: "Possible actions of tumor necrosis factor-α in ovarian function"Journal of Reproduction and Development. 50. 39-45 (2004)
• [Publications] Toshiyuki Saito: "Development of a stereotaxic instrument for study of the bovine central nervous system"Brain Research Bulletin. 62. 369-377 (2004)
• [Publications] Ryosuke Sakumoto: "A technique for long-term implantation of a microcatheter into the third ventricle of post-pubertal Chinese Meishan pigs based on ventriculography"Journal of Neuroscience Methods. 134(In press). (2004)
• [Publications] Ryosuke Sakumoto: "Central and peripheral concentrations of tumor necrosis factor-α in Chinese Meishan pigs stimulated with lipopolysaccharide"Journal of Animal Science. 81(In press). (2003)
• [Publications] Kiyoshi Okuda: "Multiple roles of TNF super family members in corpus luteum function"Reproductive Biology and Endocrinology. 1(In press). (2003)