2018 Fiscal Year Annual Research Report
Effect of cyclophilin A in exosome produced by mammary epitheliocyte on bovine mastitis.
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18H02326
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
麻生 久 東北大学, 農学研究科, 教授 (50241625)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野地 智法 東北大学, 農学研究科, 准教授 (10708001)
渡邊 康一 東北大学, 農学研究科, 助教 (80261494)
北澤 春樹 東北大学, 農学研究科, 准教授 (10204885)
奥 夏美 (岡田夏美) 東北大学, 農学研究科, 技術一般職員 (10621584)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ウシ乳房炎 / シクロフィリンA / エクソゾーム / 免疫反応 / 炎症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
乳腺上皮細胞株を用いて、乳房炎起因に関連する菌体内毒素(リポ多糖)ならびに菌体（黄色ブドウ球菌）刺激による病原体関連分子パターンや乳房炎原因菌を用いた刺激条件の設定が完了し、シクロフィリンA分泌に関連した遺伝子発現変化の網羅的解析が可能となった。乳房炎起因に関連する菌体内毒素ならびに菌体刺激によって変化した因子については、さらに再現性を検証した。乳汁中シクロフィリンAはホエーとエクソソーム分画に存在するが、ELISAではエクソソームに抱合されたシクロフィリンAは検出できないことから、乳汁中体細胞数に対応して変動しているシクロフィリンAはエクソソームに抱合していない単体のシクロフィリンAであることを明らかにした。
良好な増殖能と乳汁分泌分化誘導可能な乳腺上皮細胞株(BME細胞)の培養を開始し、病原体関連分子パターンや乳房炎原因菌や内毒素を用いた刺激条件について設定した。病原体関連分子パターンとしてリポ多糖(LPS)を、また乳房炎原因菌としてSA２株を用い、BMEC細胞刺激における遺伝子発現変化の網羅的解析を進めるため、一次指標となる炎症性サイトカインやケモカインの発現変化を確認しながら、LPS及びSA２株刺激細胞より、解析グレードのRNA試料(RIN=10)を調製してマイクロアレイ解析を行い、発現上昇および減少する因子から変動する免疫関連因子の情報が得られ、発現変動のあった免疫関連の14遺伝子をリストアップし、その発現をリアルタイムPCR法で解析した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
乳房炎による乳汁中へのシクロフィリンA分泌機構の解明：乳腺上皮細胞株を用いて、乳房炎起因に関連する菌体内毒素(リポ多糖)ならびに菌体（黄色ブドウ球菌）刺激による病原体関連分子パターンや乳房炎原因菌を用いた刺激条件の設定が完了し、シクロフィリンA分泌に関連した遺伝子発現変化の網羅的解析が可能となった。乳房炎起因に関連する菌体内毒素ならびに菌体刺激によって変化した因子については、さらに再現性を検証した。乳汁中シクロフィリンAはホエーとエクソソーム分画に存在するが、ELISAではエクソソームに抱合されたシクロフィリンAは検出できないことから、乳汁中体細胞数に対応して変動しているシクロフィリンAはエクソソームに抱合していない単体のシクロフィリンAであることを明らかにした。以上より、研究は当初の計画以上に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
シクロフィリンAは細胞外に放出され、炎症反応における白血球遊走因子ケモカインの一つであることが明らかとなり、乳腺上皮細胞からのエクソソーム依存的なシクロフィリンA分泌機構に加え、シクロフィリンAの樹状細胞によるT細胞調節機構に及ぼす作用を解明することは、シクロフィリンAを含めた白血球遊走因子を乳房炎治療の新たな標的分子とした治療法の開発に繋がり、抗生剤に頼らない乳房炎治療対策の新しい柱となると考えられる。今年度は、以下の研究を行う。
１）健康牛および乳房炎牛の乳からシクロフィリンAを含有したエクソソームを精製し、その粒径と含有されているシクロフィリンAの濃度の比較を行い、健康牛と乳房炎牛における乳汁中のシクロフィリンA含有エクソソームの存在様式を明らかにし、それぞれを健康牛の乳頭孔より投与して乳汁中体細胞数の変動を解析して作用機構を明らかにする。
２）樹立に成功したウシ乳腺上皮細胞株を用いて、乳房炎を誘起させる菌体および菌体成分によるシクロフィリンAの産生機構、およびシクロフィリンAの炎症誘起機構の解析を行う。炎症関連遺伝子の網羅的解析を行い、標的遺伝子についてリアルタイムRT-PCR法により検証する。確立しているin vitroモデル系を用いて、各分化期におけるシクロフィリンAの発現様式の解析に加え、乳房炎原因菌とその毒素によるシクロフィリンAの分泌機構の解析を行う。次に、乳腺上皮細胞の乳房炎原因菌処理からアポトーシスに至る過程の形態的あるいは遺伝子的な変化を詳細に解析する。
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Research Products
(16 results)
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[Journal Article] Genomic Characterization of Lactobacillus delbrueckii TUA4408L and Evaluation of the Antiviral Activities of its Extracellular Polysaccharides in Porcine Intestinal Epithelial Cells2018
Author(s)
Paulraj Kanmani, Leonardo Albarracin, Hisakazu Kobayashi, Elvira Maria Hebert, Lucila Saavedra, Ryoya Komatsu, Brian Gatica, Ayako Miyazaki, Wakako Ikeda-Ohtsubo, Yoshihito Suda, Hisashi Aso, Shintaro Egusa, Takashi Mishima, Alexis Salas-Burgos, Hideki Takahashi, Julio Villena and Haruki Kitazawa
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Journal Title
Frontiers in Immunology
Volume: 9
Pages: 1-16
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Development of immune and microbial environments is independently regulated in the mammary gland2018
Author(s)
K. Niimi, K. Usami, Y. Fujita, M. Abe, M. Furukawa, Y. Suyama, Y. Sakai, M. Kamioka, N. Shibata, E.J. Park, S. Sato, H. Kiyono, H. Yoneyama, H. Kitazawa, K. Watanabe, T. Nochi and H. Aso
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Journal Title
Mucosal Immunology
Volume: 11
Pages: 643-653
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Phenotypic and functional analysis of bovine peripheral blood dendritic cells before parturition by a novel purification method2018
Author(s)
Tao Zhuang, Megumi Urakawa, Hidetoshi Sato, Yuko Sato, Teruaki Taguchi, Tsuyoshi Umino, Shiro Katto, Koutaro Tanaka, Kozue Yoshimura, Naokazu Takada, Hiroko Kobayashi, Megumi Ito, Michael T. Rose, Yoshio Kiku, Yuya Nagasawa, Haruki Kitazawa, Kouichi Watanabe, Tomonori Nochi, Tomohito Hayashi and Hisashi Aso
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Journal Title
ANIMAL SCIENCE JOURNAL
Volume: 89
Pages: 1011-1019
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Identification of a novel mechanism of action of bovine IgG antibodies specific for Staphylococcus aureus2018
Author(s)
Furukawa M, Yoneyama H, Hata E, Iwano H, Higuchi H, Ando T, Sato M, Hayashi T, Kiku Y, Nagasawa Y, Niimi K, Usami K, Ito K, Watanabe K, Nochi T, Aso H
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Journal Title
Veterinary Research
Volume: 49
Pages: 22-33
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Effect of probiotic Bacillus Subtilis C-3102 strain on function of dendritic cells in bovine peripheral blood before and after parturition2018
Author(s)
Zhuang T, Urakawa M, Sato H, Kobayashi H, Sato Y, Ashida N, Otomo N, Watanabe K, Nochi T, Aso H.
Organizer
The 30th World Buiatrics Congress, Sapporo, Japan
Int'l Joint Research
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[Presentation] Oral feeding with a probiotics Bacillus subtilis C-3102 modulates the immune and metabolic functions in dairy cattle, resulting in prevention of mastitis2018
Author(s)
Urakawa M, Sato H, Zhuang T, Taguchi T, Katto S, Tanaka K, Kobayashi H, Ito M, Sato Y, Ashida N, Otomo N, Watanabe K, Nochi T, Aso H.
Organizer
The 30th World Buiatrics Congress, Sapporo, Japan
Int'l Joint Research
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