ウシのヘプシジン（鉄代謝調節ホルモン）発現制御機構の特異性解明

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K06365
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 舟場 正幸 京都大学, 農学研究科, 准教授 (40238655)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松井 徹 京都大学, 農学研究科, 教授 (40181680)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 畜産学 / 栄養学 / シグナル伝達

Outline of Annual Research Achievements

肉牛の鉄代謝は特徴的である。哺乳子牛は貧血に罹患しやすく、また、離乳以降の肉牛は鉄過剰に陥りやすいと考えられる。マウスやヒトでの知見を基に、全身の鉄代謝はヘプシジンによって調節されていることが明らかにされている：鉄過剰により肝臓でBMP6が産生され、これがヘプシジン転写を促進し、産生されたヘプシジンが鉄の腸管吸収を抑制し血中鉄濃度は負に制御される。研究代表者らは、哺乳子牛において血中ヘプシジン濃度は鉄濃度の変化と連動しないこと、BMPに対するウシヘプシジン転写亢進の程度は、マウスヘプシジンよりも小さいことを見出している。これらの結果は、ウシの鉄代謝調節を理解するうえで、マウス・ヒトの知見は適切ではないことを示唆する。本研究は、肉牛を使った動物試験、ならびに、細胞培養試験を通して、ウシのヘプシジン発現制御がマウス・ヒトのそれと異なる点を明確にするだけでなく、ウシ固有のヘプシジン転写機構解明を目的としている。
研究初年度は、鉄補給が子牛の血中ヘプシジン濃度変化に及ぼす影響を検討するためのサンプリングと一部分析を行った。また、肥育牛における鉄代謝関連遺伝子発現ならびに鉄濃度を検討するため、食肉市場に出荷された黒毛和種肥育牛の肝臓サンプルを採取した。ウシヘプシジン発現調節をマウスヘプシジン発現調節と比較するため、それぞれの動物のヘプシジンプロモーターを利用したレポーター遺伝子を用いて、レポーターアッセイを実施した。その結果、ウシヘプシジンプロモーター特有の発現制御の存在が確認された。さらに、ウシ肝細胞株の樹立を試みており、一部株化した細胞を得た。

Current Status of Research Progress

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

Reason

当初計画した課題は概ね着実に進行している。具体的には、5頭の初生子牛に対して、鉄補給の有無が血中ヘプシジン濃度変化に及ぼす影響を検討するためのサンプリングと一部分析を行った。また、15頭の肥育牛から肝臓サンプルを採取し、遺伝子発現を検討するための前処理を行った。ウシヘプシジンプロモーター特有の発現制御の存在が確認された。さらに、ウシ肝臓組織から一部株化した細胞が得られた。このうち、ウシヘプシジンプロモーター解析において、当初予想していなかった分子がウシヘプシジン転写に関わっていることを見いだしつつある。

Strategy for Future Research Activity

引き続き、初生子牛の血液サンプル、肥育牛の肝臓サンプルの確保に努める。また、ウシヘプシジンレポーターを用いて、新たに見いだしつつあるウシ固有のへプシジン転写調節機構の詳細な分子機構を検討する。その上で有用となるのがウシ肝細胞株である。現在、樹立されつつあるウシ肝細胞株の特徴付けを行うのと同時に、新たな肝細胞株の樹立も試みる。