2021 Fiscal Year Research-status Report
採卵鶏リポタンパク代謝の暑熱応答―近年の採卵鶏はなぜ採卵率が低下しにくいか？―
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20K06360
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
佐藤 幹 東北大学, 農学研究科, 教授 (20250730)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 採卵鶏 / リポ蛋白 / 暑熱 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
採卵鶏の卵生産は、暑熱環境下で低下するとされていたが、近年の採卵鶏は体重や卵重は減少するものの、産卵率は低下しない、あるいは低下しにくいことが知られている。本研究では、この産卵率維持機構、すなわち、暑熱によりエネルギー摂取が低下した状態における産卵補償機構をニワトリのリポタンパク質代謝に着目して解明することにより、低エネルギー摂取における産卵の代謝調節を理解し、それを利用して通常条件下における産卵の効率化を行うことを目的として、研究を進めている。
昨年度までの研究により、現代の採卵鶏は32℃の暑熱条件下では、体重の減少が認められるものの産卵率には影響せず、卵重と卵黄重を低下させて卵形成を促していることが確認された。さらに、暑熱条件下では、トリグリセリド代謝は低下するものの、コレステロール代謝は肝臓以外では維持され、コレステロール代謝の維持が卵形成の効率化に大きく関与している可能性が推測された。そこで本年度は、卵胞へのリポ蛋白の取り込みと粒子の特徴、および卵胞膜の変動を暑熱環境下と通常環境下で比較して、飼料摂取量が減少する暑熱環境における卵胞発達の効率化を担う鍵を明らかにすることを試みた。
その結果、暑熱環境下（32℃）における鶏の卵胞では、卵黄前駆物質であるリポ蛋白の取り込み速度が上昇し、同時にリポ蛋白であるVLDLyの粒子径の減少が生じていることが明らかとなった。さらには、卵胞の顆粒膜細胞に存在するリポ蛋白レセプターが暑熱により誘導され、同時にギャップジャンクションを構成するタンパク質の遺伝子発現も変動していた。すなわち、摂取量が減少する暑熱環境下では、コレステロール代謝の維持とトリグリセリド代謝の低下によるリポ蛋白粒子の変化が起こると同時に、卵胞膜の卵黄前駆物質取り込みが活性化し、産卵率を維持しているものと推測された。
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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
本年度は、通常環境下（25℃）と暑熱環境下（32℃）で採卵鶏を飼育し、暑熱環境下における産卵率を維持する機構の本体を明らかにすることを試みた。その結果、当初計画目標であった「②卵胞の急速成長をリポ蛋白の観点から詳細に検討する」を達成することができている。具体的には、暑熱条件下では、血中のリポ蛋白の粒子径が減少し、卵胞の顆粒膜細胞層における卵胞取り込み機能が亢進することにより、卵黄前駆物質の取り込みと蓄積が効率化し、産卵率を維持する機構を発見することができた。
鶏卵生産において、もっとも多くに時間とエネルギーが必要な過程は、多量の卵黄の蓄積と、それを供給する肝臓の代謝である。前年度に、肝臓の代謝は暑熱により低下し、トリグリセリド代謝やコレステロール代謝が低下するにもかかわらず、血中のコレステロール濃度は一定に保たれているとの現象を見出し、これが飼料摂取量（飼料エネルギー）が減少しても、産卵率を維持する機構の鍵となると考え、試験を進めた結果、本年度の結果は、それを裏付けるものであった。すなわち、暑熱により肝臓におけるトリグリセリドおよびコレステロールの合成は減少するものの、他の組織からコレステロールを供給し、肝臓で卵黄前駆物質であるVLDLyを合成する。トリグリセリドが少なく、コレステロールが多いリポ蛋白の粒子径は減少することから、粒子の小さいVLDLyが血中を輸送され、取り込みが活性化した卵胞により効率よくF4以降の卵胞に取り込まれ蓄積する。以上の機構により、エネルギーの少ない代謝状態で卵生産を維持することが推定され、卵生産の効率化を目指す本研究の基盤となることが示された。
以上の理由から、本試験は当初計画通りに進んでいると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究推進方策は、当初計画通り進めることで問題ないと考えられる。すなわち、令和4年度は、前年度までに得た結果をもとに、「③リポタンパク質の栄養制御による実用的制御手法の開発」を行う。すなわち、まずはリポ蛋白の粒子径を変化させる飼料組成を考案し、それを証明する。さらには、卵胞の顆粒膜細胞における制御因子を調節する栄養素をスクリーニングして、実際の産卵試験を行う。現時点では、リポタンパクの形状とそれを取り込む卵胞組織を変動させることができる栄養素を突き止めることが重要であると予想しており、購入した備品であるファインバブル発生装置も有効に使用できると考えている。以上の試験研究を通じて、採卵鶏の卵生産にとって最も飼料エネルギーと時間を要する卵胞の発達を効率化し、飼料要求率を格段に改善する新たな技術を開発する基盤を公表する。なお、現在、本年度の成果をあわせて論文化を進めており、次年度には公表できる予定である。
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| Causes of Carryover |
本年度はコロナ感染拡大防止の観点から、旅費を使用しなかった。また、動物実験も制限した。次年度は、動物実験も行い、かつ、情報収集や論文投稿を積極的に行うため、有効に経費を使用して当初計画通りに研究を遂行する。
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