牛における雄効果フェロモンの同定

Research Project

Project/Area Number	19H00967
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Medium-sized Section 42:Veterinary medical science, animal science, and related fields
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	武内ゆかり東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (10240730)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	大蔵聡名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (20263163)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥45,110,000 (Direct Cost: ¥34,700,000、Indirect Cost: ¥10,410,000) Fiscal Year 2023: ¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000) Fiscal Year 2022: ¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000) Fiscal Year 2021: ¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000) Fiscal Year 2020: ¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000) Fiscal Year 2019: ¥9,750,000 (Direct Cost: ¥7,500,000、Indirect Cost: ¥2,250,000)
Keywords	フェロモン / 生体分子 / 牛 / 獣医学 / 繁殖学
Outline of Research at the Start	牛の繁殖障害が畜産業にもたらす損害は甚大で，その対応が急がれている。本研究は，フェロモンの活用という全く新たな発想から繁殖障害の克服に取り組むための第一歩となる基盤的研究である。牛と近縁の反芻家畜であるヤギやヒツジでは，「雄効果」というフェロモンによる強力な性腺賦活現象の存在が知られており，本研究代表者らにより，同フェロモンの実体や中枢作用機序が明らかにされてきた。本研究は，雌牛の性腺機能を賦活化する雄効果フェロモン（雄牛由来のフェロモン）を単離精製し，構造決定を目指すものである。
Outline of Annual Research Achievements	①バイオアッセイ系の確立 ★鋤鼻器スライス標本による受容体の特定：これまでに6種の鋤鼻1型受容体（V1R）が雄牛フェロモンを受容している可能性が高いことが判明していたが，保存していた組織が古くなってきたため，本年は2頭の雌牛の卵巣を摘出し，追試験を試みた。雄牛被毛を呈示した雌牛と呈示しなかった雌牛の鋤鼻器でGNAI2のin situ hybridizationとS6リボソームタンパク質のリン酸化を標的とした免疫染色を行ったところ，呈示した個体においてGNAI2陽性細胞が散見されるものの，その形態が通常と異なることから，供試した個体の鋤鼻器の異常が疑われた。 ★受容体強制発現系を用いたin vitroバイオアッセイ：HEK293細胞や牛鋤鼻器由来細胞株にウシV1Rの導入を試みたところ，前者では16種，後者では8種のV1Rが発現し，細胞膜に移行することが確認されたものの，実際の膜発現率が低いことが明らかとなり，今後導入方法を検討する必要があると考えられた。 ★黄体形成ホルモン（LH）パルスを指標としたin vivoバイオアッセイ：本年度も黄体期の雌牛に空袋を呈示する“対照区”，袋に去勢雄牛被毛を入れて呈示する“去勢雄牛被毛区”，雄牛被毛を入れて呈示する“雄牛被毛区”，後述する候補リガンドカクテルを呈示する“カクテル区”を設定し，12時間に渡って採血を実施した。昨年度結果と併せて解析したところ，“雄牛被毛区”はほぼ確実に，“去勢雄牛被毛区”では，提示前に比較して呈示後のLHパルス頻度が高まる傾向のあることが，“カクテル区”については個体によって効果が異なることが明らかとなった。 ②リガンド分子同定本年度のバイオアッセイ結果より，一昨年作製した候補リガンドカクテルの効力が弱い可能性が生じたことから，GC/MSでの分析を継続し，新たに21成分をフェロモン候補リガンドとしてリストアップした。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 鋤鼻器スライス標本による受容体の特定について2022年度の追試結果が芳しくなかった（個体の鋤鼻器異常が疑われた）こと，受容体強制発現系を用いたin vitroバイオアッセイの確立について実際の膜発現率が低いことが明らかとなったことなどから，現在までの進捗状況がやや遅れていると判断した。
Strategy for Future Research Activity	2022年度の遅れを取り戻すべく，以下の方策をもって研究を推進する予定である。鋤鼻器スライス標本による受容体の特定については，現時点で研究費的に新たなウシの鋤鼻器採材は困難であることから，他の古い鋤鼻器組織が使用可能かどうかについて検討する。受容体強制発現系を用いたin vitroバイオアッセイについては，16種のV1Rの遺伝子導入効率および膜発現率の上昇を目指す。具体的には，トランスフェクション試薬を変更したり，ウィルスベクターの使用を考慮する。