平滑筋を基軸としたウシ第四胃変位発症機構の解明

2012 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 24780316
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Research Institution: Nippon Veterinary and Life Science University
• Principal Investigator: 田島 剛 日本獣医生命科学大学, 獣医学部, 助教 (60508878)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 第四胃変位 / 平滑筋 / 脂肪酸 / ラウリン酸 / TLR4 / 一酸化窒素 / ω-3脂肪酸

Research Abstract

本研究では乳牛の第四胃疾患発症の背景に存在する第四胃の運動機能障害について、平滑筋収縮機構がどのように破綻しているか明らかにすること、またその破綻への脂酸酸の関与を明らかにすることを目的としている。第四胃変位発症牛の対照を「発症牛と分娩時期が近接する非発症牛」とし、そのスクリーニングを行うことも兼ねて血液サンプルの採取を集中的に行った。そこで今年度は(1)ラウリン酸が細胞内情報伝達系におよぼす影響の解析、(2)第四胃変位発症牛の血中遊離脂肪酸の分析を行い、以下の成績を得た。
(1)健康な牛から作成した第四胃平滑筋にラウリン酸を処置すると収縮能が抑制されることを確認し、さらにこの抑制がミリスチン酸やパルミチン酸ではおこらないことを明らかにした。その機序としてCOX-2から産生されたPG類がiNOSの発現を促進し、産生されたNOが収縮抑制に大きく関与することを明らかにした。ラウリン酸によるCOX-2/PGおよびiNOS/NO産生系の活性化はマクロファージ株化細胞であるRAW264.7細胞でもみられ、そのシグナル系としてTLR4受容体が関与することが証明された。今後NF-kBを介する各種細胞内シグナルの解析を継続して行う。
(2)GC/MS法を用いて第四胃変位発症牛の血中中鎖・長鎖脂肪酸発現をスクリーニングしたところ、健康牛および非発症群と比較して、炎症性シグナルに抑制的にはたらくω-3脂肪酸類の割合が低下していた。一方、本法ではラウリン酸の定量精度が十分得られなかったため、今後ガスクロマトグラフィーに変更して定量を継続することとした。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初計画では発症牛の組織の解析を行ってから血液サンプルの解析に進む予定だったが、血液の分析に時間がかかることがわかったため、順序を入れ替えた。第四胃変位牛血液サンプルの採材は十分な数行うことができたが、ラウリン酸の定量精度の問題を早く解決する必要がある。今年度内にラウリン酸の定量が完了しなかったため、これらの成果を学会または論文発表できなかった点で進捗が遅れていると考える。
一方で中鎖脂肪酸のうちラウリン酸が第四胃平滑筋の収縮を抑制することを組織レベルでも細胞レベルでも証明することができた。LPSに近いシグナル伝達を介していることが予想されたため、今後の研究の展開に必要なツールは豊富にあるため次年度の研究発展が見込まれる。

Strategy for Future Research Activity

まずは血中ラウリン酸の定量を最優先に行い、これまでの知見が臨床的意義をもつことを確認するとともに、学術論文として公表する。
ラウリン酸による第四胃平滑筋収縮抑制がTLR4由来のどのようなシグナルを介しているかを特異的ブロックペプチドを用いて細胞レベルで解明する。さらに発症牛の第四胃組織切片の採材を開始し、組織中の脂肪酸含有量の分析、収縮張力測定と各種シグナルの分析を行う。
これらの知見と、発症牛の血中では炎症に対して抑制的にはたらくω-3脂肪酸が減少しているという結果を踏まえ、第四胃変位に至る病態生理の解明をめざす。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

次年度研究費は当初予定と大きな変更はなく、主に実験で使用する試薬・消耗品類の購入にあてる。新たな機器購入の予定はない。また継続して発症牛の第四胃条片の採材を行うための旅費と論文作成および学会参加費として使用する予定である。