2018 Fiscal Year Research-status Report
家禽の強固な骨格構築を目指した骨と筋のクロストーク機構の解明
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17K08041
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
杉山 稔恵 新潟大学, 自然科学系, 教授 (10272858)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
二宮 禎 日本大学, 歯学部, 准教授 (00360222)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | オステオカルシン / 骨 / 筋 / クロストーク / 肉用鶏 / 産卵鶏 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現在、肉用鶏においては脚弱が、産卵鶏においては破卵が頻発し、養鶏産業に大きな損失をもたらしている。これらは、成長期において十分な骨量や骨密度を有した骨格が構築されないため、急激な体重増加や高い産卵性に耐え切れず発症する。したがって、脚弱や破卵を防止するには、強固な骨格を構築することが不可欠である。本研究では、骨と筋を介したクロストーク機構を明らかにし、破卵や脚弱の発生防止を目指した強固な骨格の構築を試みる。
本年度は、次のような結果が得られた。肉用鶏ならびに産卵鶏の胚発生期における血中のオステオカルシン濃度をELISA法で検討した。その結果、肉用鶏の血中オステオカルシン濃度は産卵鶏と比較して、約6倍も有意に高かった。次に、オステオカルシン受容体であるGPRC6（G protein-coupled receptor family C group member A）の発現量についてリアルタイムPCR法で検討したところ、筋組織（胸筋）に加え腸管、肝臓、胃ならびに心筋に発現していた。このことは、オステオカルシンは筋組織だけではなく、多様な組織に何らかの影響を与えているものと推測される。また、筋組織におけるGPRC6の発現量は孵卵日数に伴い減少するものの、肉用鶏と産卵鶏では異なり孵卵20日齢では肉用鶏で有意に高かった。以上のことから、骨よりオステオカルシンが分泌され、筋組織の発達に関与している可能性が示唆された。また、この傾向は産卵鶏よりも、肉用鶏で顕著であることが推測された。
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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
これまでの研究により、肉用鶏ならびに産卵鶏の胚発生期おいて、骨組織では、筋調節因子（オステオカイン）としてIGF-I、スクレロスチン、オステオカルシンが発現していることを明らかにした。しかしながら、ミオスタチン、IGF-Iならびにスクレロスチンの発現量は肉用鶏と産卵鶏の間で差はなく、発生に伴う変化も観察されなかった。一方、オステオカルシンは筋組織の発達の著しい肉用鶏の骨において、産卵鶏と比較して、孵卵期間を通じて産生と分泌が亢進していた。また、免疫組織化学的にオステオカルシンの局在を検討したところ、肉用鶏では肋骨内部の海綿骨と骨周囲の骨膜に強く局在していた。オステオカルシン受容体は筋に発現しており、産卵鶏と比較して肉用鶏でその発現は有意に高かった。このことは筋組織を調節しているオステオカインはオステオカルシンであり、肉用鶏の産肉性を促していることが考えられ、ニワトリにおける骨と筋のクロストーク機構を明らかにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに、骨から分泌されるオステオカルシンが筋組織の発達に関与していることを明らかにした。今後は、筋細胞の培養系を用い、オステオカルシンの筋細胞への直接的および間接的な作用について検討する必要があると考える。また、オステオカルシンの生成と分泌を促すものとして運動によるメカニカルストレスが予測される。したがって、胚発生期ならびに育成期の運動性を抑制あるいは促進させ、オステオカルシンの発現量に及ぼすメカニカルストレスの影響を検討する。加えて、筋組織から骨組織を調節するマイオカインを同定する予定である。
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