乳牛の分娩前後の血中・乳中オステオプロテゲリン濃度と診断マーカーとしての臨床応用

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K05988
• Research Institution: Obihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine
• Principal Investigator: 山岸 則夫 帯広畜産大学, 畜産学部, 教授 (30281877)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 乳牛 / 牛病学 / 獣医臨床病理学 / 骨代謝マーカー / 分娩 / オステオプロテゲリン

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題の目的は、乳牛の分娩後低カルシウム（Ca）血症の罹患リスクを検出する臨床バイオマーカーを探索し、確実な予防法の確立のための基盤を築くことである。臨床バイオマーカーの候補として破骨細胞分化抑制因子であるオステオプロテゲリン（OPG）に着目し、今年度は、健常な分娩乳牛の初乳中OPG濃度を解析した。
ホルスタイン種の分娩牛19頭（初産牛9頭、経産牛10頭）から、分娩2時間以内（0d）および5日後（5d）に乳汁と血液を採取した。バイオマーカーとして、血中ならびに乳中のOPG、酒石酸抵抗性酸フォスファターゼ（TRAP5b）、骨特異的アルカリフォスファターゼ（BAP）およびI型コラーゲン架橋N-テロペプチド（NTx）濃度を測定した。血中Ca濃度も測定した。
乳中のOPG、TRAP5b、BAPおよびNTx濃度は、いずれも0dから5dにかけて有意に減少した（P <0.01）。初産牛の0dの乳中OPG濃度は、経産牛よりも有意に高値であった（P <0.01）。血中のOPG、TRAP5bおよびBAP濃度は、0dと5dで同等であった。
0dの乳中と血中濃度において、経産牛の乳中OPG 濃度は血中よりも低値で（P <0.05）、乳中TRAP5bとBAP濃度は血中よりも高値（P <0.05およびP <0.01）を示した。初産牛の乳中NTx濃度は血中よりも高値（P <0.05）を示した。乳中および血中のOPG濃度と他のバイオマーカー濃度の相関解析では、乳中のOPG濃度とNTx濃度の間に強い正の相関（P <0.01）がみられた。乳中OPG濃度の血中Ca濃度との間に相関はなかった。
初乳中のOPG濃度は分娩牛の骨代謝や血中Ca濃度の影響を受けないことが明らかになった。乳中OPGの生理学的意義については今後の研究が必要である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本研究課題では、最初の２年間（2018～2019年度）で、健常牛の分娩前後と各泌乳ステージにおける血中および乳中のOPG濃度ならびに乳中の乳腺上皮細胞のOPG遺伝子発現量を解析する予定である。OPG遺伝子解析の材料収集（乳汁）は終了しており、進捗状況を「おおむね順調に進展している」とした。

Strategy for Future Research Activity

2020年度は、乳汁の遠心沈殿物より分離した体細胞よりRNAを抽出し、OPG遺伝子の発現量解析を行う。現在、リアルタイムRT-PCRのためのプライマー設計とPCR条件設定について同実験系の経験者に意見を求めており、早期での解析系確立を目指している。また、これまの採取血液の中にOPGの未測定の検体もあるので、これらの測定を行い、とくに低Ca血症を発症した分娩牛に関する解析を進める予定である。