| Project/Area Number |
19J10189
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 42010:Animal production science-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
津上 優作 北海道大学, 農学院, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2020: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 乳腺上皮細胞 / 植物エストロゲン / 乳産生 / 乳生産 / タイトジャンクション / 乳房炎 |
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| Outline of Research at the Start |
乳牛による乳産生は、乳腺実質を構成する乳腺上皮細胞が担っている。乳腺上皮細胞は、妊娠期に増殖し、泌乳期に乳成分を産生し、乾乳期に退縮する。一方、乳牛が摂取するマメ科植物には多種多様な植物エストロゲンが含まれており、その生理作用は種類依存的である。そこで、植物エストロゲンが妊娠期、泌乳期、乾乳期の乳腺上皮細胞へ及ぼす生理作用を体系化し、選択的な植物エストロゲン給与によって乳牛の乳生産性を向上するための学術的な知見を得る。
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度では以下の研究を実施した。
①作製したin vitro乳分泌モデルが外部刺激に対して適切に応答しうるかを検証した。乳房炎毒素をインサート上層の培地に添加し、乳腺上皮細胞の乳産生に及ぼす影響を調べた結果、リポ多糖やリポタイコ酸の刺激に応じて、乳産生は変化し、それぞれの乳房炎の症状と類似した反応が確認された。また、処理直後における細胞内シグナル経路の反応はそれぞれ異なることが示された。さらに乳房炎発症時の乳腺上皮細胞における膜タンパク質の挙動について細胞レベルでの検証を行った結果、リポ多糖の刺激に応じて短時間的に、膜タンパク質の局在パターンやタイトジャンクション（TJ）のバリア機能が変化することが判明した。
②作製したウシ乳分泌モデルを用いて植物エストロゲンの影響を調べた。その結果、植物エストロゲンは乳産生を上方調節するSTAT5や下方調節するSTAT3の活性化/不活性化を種類依存的に誘導し、ウシ乳腺上皮細胞の乳産生やTJを促進あるいは阻害することが明らかになった。また、乳牛が赤クローバーもしくはダイズを摂取した際の血中濃度を参考に、複数の植物エストロゲン存在下での影響を調べた結果、単独の植物エストロゲンの作用が複数存在下でもそのまま反映される場合や、促進作用を示すものと阻害作用を示すものの間でその作用が相殺される場合が存在した。
以上、本研究より、植物エストロゲンはウシ乳腺上皮細胞に対して種類依存的に作用することが判明した。植物エストロゲンは子宮や骨など他の組織にも作用することが報告されているため、これらの結果は他分野にも波及することが期待される。また、本研究で作製した乳分泌モデルは乳産生メカニズムを分子・細胞レベルで解明する研究に適していることが証明された。今後、この乳分泌モデルを活用することで、乳牛の乳生産性の向上に寄与する研究成果が得られることが期待される。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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