Elucidation of sex hormone secretion dynamics in Borna disease virus-1 persistently infected animals

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K06426
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 42020:Veterinary medical science-related
• Research Institution: Rakuno Gakuen University
• Principal Investigator: Hagiwara Katsuro 酪農学園大学, 獣医学群, 教授 (50295896)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安藤 達哉 酪農学園大学, 獣医学群, 准教授 (00826993) ; 岡本 実 酪農学園大学, 獣医学群, 准教授 (60372877)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ボルナ病ウイルス / 視床下部 / キスペプチン / GnRH / 卵巣 / 性周期 / 子宮

Outline of Final Research Achievements

Borna disease virus (BoDV-1) persistent infection was found to cause abnormal kisspeptin and its receptor expression in the hypothalamus and to affect pituitary GnRH expression. Thus, persistent infection of the hypothalamus with BoDV-1 reduces GnRH expression and regulates the secretion of the normal gonadotropic hormones FSH and LH from the pituitary gland, resulting in abnormal reproductive organ development and prolonged sexual cycle. The abnormal sexual cycle due to decreased GnRH expression observed in the rat model suggests that the BoDV-1 persistently infected cows consist of few progesterone-producing cells in the corpus luteum and many non-secreting cells, confirming that the physiological GnRH stimulation response is not sufficient.

Free Research Field

ウイルス学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ボルナ病ウイルス感染は、家畜の中枢神経に感染し、乳牛では不受胎と関係することが示唆され、生産性に潜在的な損失をもたらす事が懸念される。感染個体は、臨床的観察から受胎～妊娠初期の維持に必要なホルモンが正常に維持できない可能性が推測された。よって、感染ラットモデルによる脳内神経ペプチドの発現と性ホルモンの動態を調査した。その結果、視床下部-下垂体-性腺軸で重要な脳視床下部のキスペプチン産生異常に起因する性ホルモン分泌低下による繁殖障害であると結論づけられた。ボルナ病ウイルス持続感染における要因が明確となったことから、この知見を基に感染個体の繁殖対策として臨床応用が可能となる事が期待される。