Prediction of ovulation by urinary luteinizing hormone (LH) levels in dairy cows. Elucidation of urinary changes and excretion mechanism of LH.

• Project/Area Number: 19J40075
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Review Section: Basic Section 42020:Veterinary medical science-related
• Research Institution: Iwate University
• Principal Investigator: 宮崎 珠子 岩手大学, 農学部応用生物科学科, 特別研究員(RPD)
• Project Period (FY): 2019-04-25 – 2022-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 黄体形成ホルモン（LH） / 尿 / ウシ / ネコ / 繁殖技術 / 牛 / 猫 / 黄体形成ホルモン

Outline of Research at the Start

酪農は、雌牛を妊娠・出産させ泌乳させることで収入を得ている。安定的に牛乳を生産するためには雌牛を毎年出産させる必要があるため、的確に発情を発見し妊娠させる繁殖技術が求められている。発情に伴う排卵は、脳下垂体から黄体形成ホルモン（LH）が一過性に放出（サージ）して起こる。排卵に先立ち血中でLHサージが起こることは哺乳動物に共通しているが、ヒトの排卵予知に利用されている尿中LHサージが他の動物で起こるかは分かっていない。本研究では乳牛、マウス、猫を用いて、LHの尿中排泄機構を含めた動態の解明を目指す。牛の尿中LHサージが検出できれば、人工授精適期を効率的に特定し受胎率を向上させることが期待できる。

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、ウシの繁殖技術向上を念頭に、黄体形成ホルモン（Luteinizing Hormone; LH）の一過性の血液への放出が排卵を誘起する現象に着目して、簡便にホルモン検出するために、ウシの尿中および乳汁中の黄体形成ホルモンを定量し、動態を把握することを目的とした。これまでに、黒毛和種牛において、ホルモン剤により排卵を誘発すると、約2時間後にLHの一過性の血液への放出が起き、その約3時間後に尿中でもLHが増加すること、また48時間後までに排卵することを明らかにした。交尾排卵動物であるネコでも、発情期に血中LH濃度を測定したところ、血中LHが増加することが分かったが、尿中LHに関しては検出できる個体とできない個体がいた。血中と尿中LHが同じ濃度で検出されるヒトに比べると、ウシとネコの尿中LH濃度は血中LH濃度に比べ著しく低く、さらに個体差が大きいことがわかった。
三年目は、牛乳中にLHが排泄されるかどうか検証するために、牛乳中LHを測定した。予備試験で、血中LHの増加を認めた乳牛の牛乳からLHを検出することができなかったため、尿中LH濃度と同様に、牛乳中LH濃度も血中LH濃度に比べて低いことが予想された。そこで尿中LHと同等のLHを検出できるか、牛乳にLH標品を添加して検証した。しかし牛乳中の脂質やタンパク質が阻害し、LHを測定できなかった。そこで乳脂質とタンパク質を除去する目的で、凝乳酵素レンネットを添加し得られた乳清を用いた。乳清にLH標品を添加したところ、ほぼ正確に添加量を測定することができた。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Detection of urinary luteinizing hormone in Japanese black cows after administration of gonadotropin-releasing hormone (2021)
  • Author(s): MIYAZAKI Tamako、UENOYAMA Reiko、MATSUZAKI Takashi、YAMASHITA Tetsuro、HIRATA Toh-ichi、MIYAZAKI Masao
  • Journal Title: Journal of Veterinary Medical Science Volume: 83 Issue: 3 Pages: 431-434
  • DOI: 10.1292/jvms.20-0506
  • NAID: 130007996807
  • ISSN: 0916-7250, 1347-7439
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] ウシ尿中黄体形成ホルモンの検出 (2020)
  • Author(s): 宮崎珠子、上野山怜子、山下哲郎、平田統一、宮崎雅雄
  • Organizer: 日本生化学会東北支部会第86回例会
• [Presentation] 牛で尿検査による発情発見は可能か？ (2020)
  • Author(s): 宮崎珠子、上野山怜子、平田統一
  • Organizer: 第163回日本獣医学会学術集会