2017 Fiscal Year Annual Research Report
Immune system of oviduct for very early pregnancy in dairy cattle: A crostalk between sperm/embryo and immune cells
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16H05013
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| Research Institution | Obihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine |
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Principal Investigator |
宮本 明夫 帯広畜産大学, 畜産学部, 教授 (10192767)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今川 和彦 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (00291956)
島田 昌之 広島大学, 生物圏科学研究科, 教授 (20314742)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ウシ / 卵管 / 子宮 / 配偶子 / 免疫応答 / 受胎性 / 免疫細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は乳牛をモデルとして、受精・初期発生の場である卵管に備わる未知の特殊な局所免疫システムについて詳細に調べ、その阻害要因を明らかにして、最終的に乳牛で実際に免疫寛容の強化による受胎率改善を試験して、家畜生産性向上に寄与する目的でおこなう基礎的研究である。平成29年度は、特にウシ卵管上皮細胞（BOEC）および子宮上皮細胞（BUEC）への精子結合および初期胚存在が局所免疫環境へ及ぼす影響について詳細に検討した。
１）BOECにおいて初期受精卵を共培養すると、Th2型（抗炎症性）反応を誘導した。この培養上清は、免疫細胞（リンパ球）の遺伝子発現を典型的なTh2型に誘導したことから、卵管の局所免疫環境は、初期受精卵の存在によってTh2型に誘導することが初めて示唆された。さらに、この現象は16細胞期の受精卵から分泌された微量のインターフェロンタウ（IFNT）が深く関わっていた。２）BUEC培養系において初期胚（桑実胚-初期胚盤胞）を共培養すると、Th2型（抗炎症性）反応を誘導した。この培養上清は、IFNTと同様に免疫細胞（リンパ球）の遺伝子発現をTh2型に誘導したことから、子宮の局所免疫環境も卵管と同様に、初期胚の存在によってIFNTが作用してTh2型に誘導されると考えられた。３）ウシ卵管上皮の分泌する生理活性物質について、その好中球に対する精子貪食活性を、本研究室で検証した全要因についての結果を統計解析したところ、自動回帰ロジスティックモデルが当てはまることを示した。４）ウシ生殖器で検出される濃度のカビ毒由来のマイコトキシン（Zen）は、卵管上皮細胞の精子に対する免疫反応を撹乱した。５）精子はBUECの急性炎症反応を誘導することを詳細に示した。この炎症は弱く短時間で元に戻るものであり、子宮内が迅速に回復して、その後の受精卵受け入れに向かうことを示唆した。
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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
平成29年度の計画の卵管内と子宮内の上皮細胞と配偶子との生理的相互作用の主な部分は全て一定の成果を得ることができた（論文リスト参照）。さらに、当初は平成30年度に計画していたリスク要因と考えられるカビ毒由来のマイコトキシン（Zen）の免疫応答に関わる相互作用については、卵管の精子に対する免疫応答を撹乱することがわかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
上述のごとく成果は順調に上がったと考えている。卵管内と子宮内のそれぞれの上皮細胞の精子あるいは初期胚への免疫環境の反応と分子メカニズムにまで研究の枠組みを拡げたことで、子宮内へ人工授精される凍結融解精子の引き起す免疫環境の変化から卵管内での受精の獲得した精子、排卵卵子との受精、卵管内の４日間の初期発生、そして初期胚が５日目に子宮内に戻ってきて着床準備へ向かうまでの免疫環境の調節を、一連のプロセスの観察の第１段階をクリアできた。平成30年度は、ウシ卵管上皮細胞が免疫寛容に関わるPBMCにどのように作用しているかを観察し、その作用が精子と受精卵の存在でどう変化するかを調べる。これまでに、卵管と子宮でこれらのシステムが大きく異なる部分と共通の部分を見出したので、今後、卵管と子宮で比較しながら実験を進める。特に、子宮上皮細胞の精子と受精卵に対する「Non-selfセンシング」へのTLR2/4の関わりに踏み込む。同時に、次年度に計画していた「阻害要因」について、前倒ししてさらに包括的にさらにマイコトキシンや尿素、エンドトキシンについて検証を進める。
得られた研究成果は、国内外の関連学会で発表するとともに、国際専門雑誌に原著論文として公表する予定である。
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