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Elucidation of sex hormone secretion dynamics in Borna disease virus-1 persistently infected animals

Research Project

Project/Area Number 19K06426
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 42020:Veterinary medical science-related
Research InstitutionRakuno Gakuen University

Principal Investigator

Hagiwara Katsuro  酪農学園大学, 獣医学群, 教授 (50295896)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 安藤 達哉  酪農学園大学, 獣医学群, 准教授 (00826993)
岡本 実  酪農学園大学, 獣医学群, 准教授 (60372877)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywordsボルナ病ウイルス / 視床下部 / キスペプチン / GnRH / 卵巣 / 性周期 / 子宮 / 性ホルモン / 妊娠 / BoDV-1 / ウシ / ラット / プロゲステロン / ボルナウイルス / 周産期 / キスぺプチン
Outline of Research at the Start

ボルナウイルス(BoDV)は、宿主域が広く、現在まで哺乳動物に感染するBoDV-1, 2と鳥類で確認されるABV1~7が知られ、様々な動物で感染が確認され乳牛の不受胎と関係することが報告されている。BoDV感染は、経済動物の生産性に潜在的な損失をもたらすと推測される。このような繁殖障害は、本ウイルスに持続感染した実験動物モデルにおいても確認され、メスでは性周期の延長を伴う繁殖障害をおこす。本研究では、BoDV感染により性周期および妊娠維持に関する中枢神経系の分泌分子の産生および情報伝達における影響が要因であると仮設し、BoDV感染による繁殖性の問題を解明することを目的とした。

Outline of Final Research Achievements

Borna disease virus (BoDV-1) persistent infection was found to cause abnormal kisspeptin and its receptor expression in the hypothalamus and to affect pituitary GnRH expression. Thus, persistent infection of the hypothalamus with BoDV-1 reduces GnRH expression and regulates the secretion of the normal gonadotropic hormones FSH and LH from the pituitary gland, resulting in abnormal reproductive organ development and prolonged sexual cycle. The abnormal sexual cycle due to decreased GnRH expression observed in the rat model suggests that the BoDV-1 persistently infected cows consist of few progesterone-producing cells in the corpus luteum and many non-secreting cells, confirming that the physiological GnRH stimulation response is not sufficient.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ボルナ病ウイルス感染は、家畜の中枢神経に感染し、乳牛では不受胎と関係することが示唆され、生産性に潜在的な損失をもたらす事が懸念される。感染個体は、臨床的観察から受胎~妊娠初期の維持に必要なホルモンが正常に維持できない可能性が推測された。よって、感染ラットモデルによる脳内神経ペプチドの発現と性ホルモンの動態を調査した。その結果、視床下部-下垂体-性腺軸で重要な脳視床下部のキスペプチン産生異常に起因する性ホルモン分泌低下による繁殖障害であると結論づけられた。ボルナ病ウイルス持続感染における要因が明確となったことから、この知見を基に感染個体の繁殖対策として臨床応用が可能となる事が期待される。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results)

  • [Int'l Joint Research] Kasetseart University(タイ)

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Kasetsart University/Faculty of Veterinary Medicine(タイ)

    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Journal Article] Genetic stability of the open reading frame 2 (<i>ORF2</i>) of borna disease virus 1 (BoDV-1) distributed in cattle in Hokkaido2021

    • Author(s)
      SUKMAK Manakorn、OKAMOTO Minoru、ANDO Tatsuya、HAGIWARA Katsuro
    • Journal Title

      Journal of Veterinary Medical Science

      Volume: advpub Issue: 0 Pages: 1526-1533

    • DOI

      10.1292/jvms.21-0155

    • NAID

      130008100553

    • ISSN
      0916-7250, 1347-7439
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] ボルナ病発症乳牛群におけるボルナ病ウイルス抗体保有率と垂直伝播相対リスクの血清疫学的分析2020

    • Author(s)
      渡辺栞、萩原克郎、安藤達哉
    • Journal Title

      Journal of the Japan Veterinary Medical Association

      Volume: -

    • NAID

      130007928187

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 乳牛におけるBoDV-1抗体保有と黄体機能及びAI後GnRH投与との関連性2021

    • Author(s)
      福留 茉優、柴野 早苗、古守 温、松山 樹生、新里 実子、園田 一輝、 温品 彰一郎、鍋山 恵美、萩原 克郎、安藤 達哉.
    • Organizer
      日本獣医学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Reproductive disorders of Borna disease virus 1 persistent infected rat.2021

    • Author(s)
      Sayuri Maeda, Saya Taharaguchi, Minoru Okamoto, Katsuro Hagiwara
    • Organizer
      第68 回日本ウイルス学会学術会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] BoDV持続感染と繁殖性2019

    • Author(s)
      萩原 克郎、安藤達也、岡本実
    • Organizer
      日本獣医学会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 牛ボルナ病発病農場におけるボルナ病ウイルス感染状況と垂直伝播相対リスクの検討2019

    • Author(s)
      渡部栞、萩原克郎、安藤達哉
    • Organizer
      北海道地区学会日本産業動物獣医学会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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