Characterization of cortical thymic epithelial cells in weak calf syndrome
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22K05988
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 42020:Veterinary medical science-related
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| Research Institution | University of Miyazaki |
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Principal Investigator |
脇谷 晶一 宮崎大学, 農学部, 講師 (40621800)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
保田 昌宏 宮崎大学, 農学部, 教授 (10336290)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 虚弱子牛症候群 / 胸腺 / 皮質上皮細胞 / サイトケラチン / プログラム細胞死 / DNAマイクロアレイ解析 / 細胞周期関連遺伝子 / 免疫組織化学 / 子牛 / 虚弱 / 胸腺上皮細胞 |
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| Outline of Research at the Start |
畜産において幼若家畜の日和見感染症による損失が問題となっている。日和見感染症を引き起こす背景として虚弱子牛症候群（WCS）があり、WCSの胸腺ではT細胞の増殖を支持する胸腺皮質上皮細胞の表現型が正常とは異なっている。WCSの胸腺皮質上皮細胞の表現型異常とT細胞増殖不全に関するメカニズムを明らかにするため、本研究では子牛の予後不良例の胸腺を対象とした網羅的遺伝子発現解析と組織学的解析を実施し、日和見感染症の発生減少を通じた食肉生産の安定化に寄与する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
虚弱子牛症候群（WCS）胸腺における皮質上皮細胞の特性を明らかにするため、南九州地方（宮崎県と鹿児島県の一部）の農家で飼養されていたが廃用認定された黒毛和種子牛を本研究の調査対象とし、網羅的遺伝子発現解析と組織学的解析を実施した。
調査牛の剖検時に胸腺を採取し、各種サイトケラチンに対する免疫組織化学を実施したところ、CK5は髄質上皮細胞と被膜下上皮細胞で強陽性、皮質上皮細胞で弱陽性を、CK8とCK18はハッサル小体を除く実質内のあらゆる胸腺上皮細胞で同様の染色性を、CK14は髄質上皮細胞に限局して陽性を示すことが明らかになった。一方、これらのサイトケラチン染色性の局在は胸腺の病理組織学的状態に依存せずに認められたことから、WCS胸腺では胸腺上皮の皮髄の分画が保たれていることが示唆された。
調査牛の胸腺と骨髄におけるCleaved Caspase-3、Cleaved Caspase-1の陽性細胞率を調査したところ、胸腺の病態進行に伴ってCleaved Caspase-3とCleaved Caspase-1の陽性細胞率が上昇することが明らかになり、WCS胸腺の病態形成にはプログラム細胞死が関与していることが示唆された。一方、骨髄における陽性細胞率と胸腺の病態との関連は認められなかった。
調査牛の胸腺を用いてDNAマイクロアレイ解析を実施したところ、胸腺の病理組織学的状態に従って、特に細胞周期関連遺伝子の発現量が変動することが明らかになった。これは我々がWCS胸腺で細胞増殖不全が起こっていることを明らかにした以前の免疫組織化学の結果と一致している。既知の胸腺皮質上皮由来機能分子に注目したところ、胸腺細胞の増殖を支持する因子（DLL4、IL-7）に胸腺の病態と関連した変動は認められなかったが、T細胞の選択に関わる特定の遺伝子の発現が病態進行に伴って低下する可能性が疑われた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究は遺伝子発現解析と組織学的解析によってWCS胸腺における皮質上皮細胞の特性を明らかにする計画である。
遺伝子発現解析について、当初計画の予定通りDNAマイクロアレイ解析を実施できた。
組織学的解析について、当初計画では免疫組織化学の条件検討を現在までの計画としていた。各種サイトケラチンと活性型カスパーゼ、Ki-67については条件検討を完了し、当初計画を超えて既に本試験が完了した。一方、DLL4とLy51についてはDNAマイクロアレイの結果によって同定される胸腺皮質上皮由来機能分子と同時に免疫組織化学を実施する計画に変更したため、条件検討が未実施である。
このように、当初の計画以上に進展している部分とやや遅れている部分があるが、総合的に概ね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
遺伝子発現解析について、DNAマイクロアレイ解析で胸腺の病態進行との関連が疑われた遺伝子についてリアルタイムRT-PCRによる再検証を実施する。また、DNAマイクロアレイ解析で同定されたT細胞の選択に関わる特定の皮質上皮細胞由来分子については免疫組織化学を実施し、発現細胞の局在と発現量の動態を明らかにし、WCS胸腺の病態進行にT細胞の選択異常が関わっているのかを評価する。
また、WCS胸腺の病態形成にプログラム細胞死が関与していることが示唆されたことについて、調査牛の血中エンドトキシンと胸腺内のCleaved Caspase-1陽性細胞率の関連、およびWCS胸腺におけるマクロファージの局在を明らかにし、全身性の炎症応答がWCS胸腺の病態形成に関わっているのかを評価する。
加えて、WCS胸腺の病態形成メカニズムの因果関係を明らかにするため、ウシIARS異常症モデルマウス、C57BL/6J-Iars<em2(V79L)Nsas>のWCS胸腺病態モデルとしての有用性を検討する。
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Report
(1 results)
Research Products
(5 results)
