精巣・代謝ホルモンと精子結合蛋白質解析による和牛の精液不良の原因解明と改善法開発

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K08058
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 川手 憲俊 大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (80221901)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 稲葉 俊夫 大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 研究員 (00137241) ; 玉田 尋通 大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (10155252) ; 坂瀬 充洋 兵庫県立農林水産技術総合センター, 北部農業技術センター, 上席・主任研究員 (70463396)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 黒毛和種牛 / 精液異常 / 精漿 / 精子結合蛋白質BSP / 精巣ホルモン / 代謝ホルモン

Outline of Annual Research Achievements

黒毛和種牛の精液性状不良の原因を解明することを目的として、平成２９年度は黒毛和種牛の精液性状と精漿中精子結合蛋白質BSP濃度およびホルモン濃度との関連性解析を行った。黒毛和種雄ウシ16頭（1～12才齢）を実験に用いた。週に2日の頻度で精液を採取し、新鮮精液の一般検査を行い、精液性状の正常なウシ（9頭）および不良なウシ（7頭）に分類した。精漿中の精巣ホルモン、代謝ホルモン、BSP1およびアルブミン濃度を測定し、正常精液と不良精液で比較した。
その結果、不良精液の精漿中テストステロン、INSL3およびIGF-I濃度は正常精液に比べて高い値を示した。不良精液の精漿中BSP1およびアルブミン濃度は正常精液に比べて有意な差はみられなかった。以上の成績から、新鮮精液の性状が不良な黒毛和種牛の精漿BSP1濃度には異常はみられなかった。一方、精液性状の不良な同牛の精漿の精巣ホルモンおよびIGF-I濃度は正常精液のそれよりも高い結果となった。今回用いたウシは年齢幅が大きく、例数も少なく、精液性状不良の内訳ができなかった。今後若いウシ（12～18ヵ月齢）に限定して例数を増やして再検討する必要がある。
また精液性状の不良な雄ウシにGnRH類似体を投与して、その前後のLHとテストステロン濃度の測定を行い、正常精液牛と比較した結果、不良精液と正常精液の間に顕著な差異はみられなかった。
精液性状の不良な雄ウシと正常な雄ウシの陰嚢周囲長を比較した結果、不良精液のウシの陰嚢周囲長は性成熟後の20ヵ月齢および24ヵ月齢で有意な低下がみられた。
また本年度は雄ウシの血漿中のエストラジオール-17βとコルチゾール濃度の測定を開始したが、まだ全てのサンプルの測定を終えていないため、来年度に発表する予定である。レプチンについては測定系の確立に取組んだが、良好な試薬が見つからないために、来年度も継続して検討する。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成２９年度に研究実施計画として予定していた雄ウシの精漿採取、精液検査、精子結合蛋白質BSP1の抗体作成とEIA測定系の確立、アルブミンのEIA測定系の確立、および精漿中のBPS1、アルブミン、テストステロン、INSL3、IGF-Iおよびインヒビン濃度の測定を遂行することができた。また精液性状の不良な雄ウシと正常な雄ウシにGnRH類似体を投与して、血中LHとテストステロン濃度の変化を調べる実験も実施できた。さらに血漿中のエストラジオール-17βとコルチゾール濃度の測定を開始することもできた。一方、レプチンの測定系については検討したが、未だ確立できずにいるため、次年度も継続して確立を目指す。以上のことから、おおむね順調に進展していると考えている。

Strategy for Future Research Activity

昨年度までの研究成果から、新鮮精液が不良な雄ウシでは血中INSL3濃度が低下していることが判明した。この結果を受けて、平成３０年度は精液性状不良（特に精子運動性の低下）を示す雄ウシの精液に直接INSL3を添加して、精子の運動性を亢進させる否かについて検討を行う。
また12ヵ月齢の雄ウシから２ヵ月に１回の頻度で18ヵ月齢まで精漿を採取し、精漿中の精巣ホルモンと代謝ホルモン濃度を測定し、精液性状不良と正常牛の比較を行う。
さらに前年度から継続している正常精液および精液性状不良の雄ウシの血漿エストラジオール-17βおよびコルチゾール濃度の全サンプルの測定を完了させる。
昨年度までに樹立できなかったウシ血中レプチンの測定系の確立を本年度も継続して行う。さらにウシ血中インスリンおよびアジポネクチンの測定系の確立も試みる。
正常精液および精液性状不良の雄ウシの一般栄養状態を比較するため、血液生化学検査（総蛋白、AST、ALP、γ-GTP、CPK、総コレステロール、トリグリセリド、非エステル型脂肪酸、グルコース、尿素窒素、クレアチニン、カルシウム、無機リン、マグネシウム、アルブミン、アセト酢酸、総ケトン体、βヒドロキシ酪酸）を行い、精液性状不良の雄ウシと正常例の比較を行う。

Research Products

• [Journal Article] Plasma IGF-I, INSL3, testosterone, inhibin concentrations and scrotal circumferences surrounding puberty in Japanese Black beef bulls with normal and abnormal semen (2018)
  • Author(s): Weerakoon WWPN, Sakase M, Kawate N, Hannan MA, Kohama N, Tamada H
  • Journal Title: Theriogenology Volume: 114 Pages: 54-62
  • DOI: 10.1016/j.theriogenology.2018.03.006
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of gonadotropin-releasing hormone antagonist degarelix on musth and serum testosterone concentrations in Asian elephants (Elephas Maximus) (2018)
  • Author(s): Pathirana IN, Rajapaksa RC, Kawate N, Wimalarathne A, Fonseka L, Weerakoon WWPN, Hannan MA, Alexander B, Pushpakumara A, Ariyaratne S, Tamada H
  • Journal Title: Journal of Zoo and Wildlife Medicine Volume: 49 Pages: in press
  • DOI: doi: 10.1638/
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Scrotal circumference and plasma concentrations of testicular and metabolic hormones from pre-puberty to post-puberty in Japanese Black beef bulls with normal, abnormal fresh and low-fertility post-thaw semen (2018)
  • Author(s): Weerakoon WWPN, Sakase M, Hannan MA, Kohama N, Tamada H, Kawate N
  • Organizer: The 30th World Buiatrics Congress 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Relationships of plasma insulin-like peptide 3, testosterone, inhibin and insulin-like growth factor-I concentrations with scrotal circumferences and testicular weights in Japanese Black beef male calves (2018)
  • Author(s): Kitagawa K, Sakase M, Kibushi M, Weerakoon WWPN, Kohama N, Tamada H, Kawate N
  • Organizer: The 30th World Buiatrics Congress 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Inhibitory effects of long-term repeated treatments of sustainable GnRH antagonist, degarelix acetate, on caprine testicular functions (2018)
  • Author(s): Kawate N, Kanuki R, Hannan MA, Weerakoon WWPN, Tamada H, Kawate N
  • Organizer: The 30th World Buiatrics Congress 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Comparison of plasma insulin-like growth factor-I, insulin-like peptide 3, testosterone and inhibin concentrations around puberty in Japanese Black beef bulls between normal and abnormal semen (2017)
  • Author(s): Weerakoon WWPN, Kawate N, Hannan MA, Sakase M, Kohama N, Tamada H
  • Organizer: 4th World Congress of Reproductive Bioloty
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Changes of plasma concentrations of insulin-like peptide 3 and testosterone, and their association with scrotal circumference during pubertal development in male goats (2017)
  • Author(s): Kawate N, Hannan MA, Fukami Y, Weerakoon WWPN, Bullesback EE, Inaba T, Tamada H
  • Organizer: 4th World Congress of Reproductive Bioloty
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Effects of GnRH antagonist on musth and plasma testosterone concentrations in Asian male elephants (2017)
  • Author(s): Rajapaksa RC, Pathirana IN, 川手憲俊, Weerakoon WWPN, Wimalarathne HDA, Fonseka WTL, Hannan MA, Alexander PABD, Pushpakumara PGA, Ariyaratne HBS, 玉田尋通
  • Organizer: 第160回日本獣医学会学術集会
• [Remarks] 大阪府立大学獣医繁殖学教室
  • URL: http://www.vet.osakafu-u.ac.jp/reprod/