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Elucidation of onset mechanism of bovine leukemia and development of an early diagnosis method based on lymphocyte clonality analysis

Research Project

Project/Area Number 20H03142
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 42020:Veterinary medical science-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

猪熊 壽  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (70263803)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 芳賀 猛  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (20315360)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥16,640,000 (Direct Cost: ¥12,800,000、Indirect Cost: ¥3,840,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Keywords牛伝染性リンパ腫(牛白血病) / リンパ球増多症 / クローナリティー解析 / 発症機序 / 早期診断 / 牛伝染性リンパ腫 / 発症マーカー / ウイルス発がん / 牛白血病 / クローナリティ―解析
Outline of Research at the Start

牛白血病ウイルス感染牛の30%はリンパ球増多症に進行し、うち10%が牛白血病を発症する。一部のリンパ球増多症牛ではリンパ球がオリゴクローナルに増殖しており、さらにモノクローナル増殖に進行して発症に至る。しかしこの変動機序については不明である。本研究ではリンパ球増多症牛のB細胞リンパ球クローナリティを経時的にモニターするとともに、各状態における宿主の発癌及び免疫関連遺伝子の発現状態及びエピジェネティックな状態を解析することで、牛白血病の発症機序を解明をめざす。また、牛白血病早期診断法としてのクローナリティ―解析の有用性を検証する。

Outline of Annual Research Achievements

1.年度当初に研究代表者、研究分担者及び研究協力者が、研究の目的、役割分担、研究の流れを共有するために打合わせ会議を対面またはオンラインで実施した。
2.BLV感染PL牛274頭のBリンパ球クローナリティーを、申請者らが確立した方法(Maezawa et al. 2000)により解析したところ、モノクローナルを示したものはいなかったが、マイナークローナル10検体(3.7 %)、オリゴクローナル31検体(11.3 %)であり、PL牛の14.0 %が一部腫瘍化した細胞を保有していることが示唆された。
3.BLV感染PL牛のBリンパ球クローナリティーを経時的に観察したところ、ポリクローナル233検体のうち1年後にEBLを発症した個体は全くいなかったのに対し、オリゴクローナル31検体のうち2頭(6.5%)で1年後にEBL発症が確認された。オリゴクローナルはEBL発症について高いリスクを有する可能性が考えられた。また、オリゴクローナルを呈31検体のうち、1年後の継続検査を実施できた14検体を解析したところ、マイナークローナル1検体、オリゴクローナル2検体、ポリクローナル11検体であった。BLV感染PL牛のBリンパ球のクローナリティーが一方向性ではなく、可逆的に変化することがわかった。
4.牛伝染性リンパ腫発症症例について地元の診療施設等に研究協力を依頼し、発症牛の確保体制を構築し、本年度4症例に遭遇した。発症牛4頭中2頭で末梢血Bリンパ球のモノクローナル増殖が確認された。うち1頭はPLも体表リンパ節腫大もない症例であり、PCRによるクローナリティー解析が牛伝染性リンパ腫診断に有効であることが示された。また、他の1頭では経時的に採取保存されていた材料の解析により、臨床症状発現前から既にモノクローナルを呈していたこと、発症時には別のクローンが増殖したことも明らかとなった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

当初の2つの目的と研究計画と実績を比較した場合の進捗状況は以下のとおりであるので、初年度は全体としてはおおむね順調に推移していると考えられる。
【クローナリティー異常の観点からのウイルス性白血病の発症機序解明】非腫瘍であるポリクローナルな状態と腫瘍化であるオリゴ、マイナーまたはモノクローナルな状態の検体を比較、あるいは同一個体の免疫状態等を経時的に観察するために、初年度は候補となる牛を確保することが主たる目的であった。BLV感染PL牛274頭の末梢血Bリンパ球クローナリティー解析を行い、その14.0 %がクローナリティー以上であることを見出し、今後の経時的観察を行うための十分な材料が確保できた点で、初年度としては順調に推移していると思われる。
【牛リンパ球のクローナリティー解析を利用した牛白血病早期診断法開発】現在用いているクローナリティー解析の感度は70%程度であり、感度の改善に対するアプローチは机上での構想にとどまっており、実証実験ができていない点がやや遅れている。しかしながら、2症例ではあるものの、非典型的で臨床診断が困難な発症牛の摘発にリンパ球クローナリティー解析が有効であること、また臨床症状発現前から既にモノクローナルを呈していた症例がいたことが明らかとなったことから、本法が牛白血病早期診断の方法として有効である可能性が示された点で、有意義な結果が得られたと考えられる。

Strategy for Future Research Activity

本研究の2つの目的について、それぞれ以下のような推進方策を計画している。
【クローナリティー異常の観点からのウイルス性白血病の発症機序解明】クローナリティー異常は時間経過により様々に変化し、すべてのオリゴまたはマイナークローナル個体がEBL発症に至るものではないことが明らかとなったことから、今後はBLVウイルス感染したBリンパ球のクローナリティー状態の変化の時期に何が生じているのかを明らかにすることを目的とする。とくに今年度は、既にオリゴまたはマイナークローナルを呈していることが明らかな牛の末梢血クローナリティーを経時的にモニターするとともに、免疫関連遺伝子の発現状況を同時に明らかにする。
【牛リンパ球のクローナリティー解析を利用した牛白血病早期診断法開発】リンパ球クローナリティー解析が牛白血病早期診断の方法として有効である可能性が示されたことから、今後は、①症例を蓄積することにより、その特異性と、どのような場合により有効であるかという知見を集積する、②現在70%程度であるBリンパ球クローナリティーPCRの感度を向上させるために、Bリンパ球の免疫グロブリン遺伝子のH鎖領域以外に着目し、新たな検出系の確立を目指す。今年度はIgH-DJ、IgK、IgLの遺伝子再構成に関する遺伝子情報から新たなプライマーセットを設計し、既に収集したB細胞リンパ腫症由来のゲノム遺伝子を材料に、その感度と特異性を確認する。

Report

(1 results)
  • 2020 Annual Research Report

Research Products

(12 results)

All 2021 2020 Other

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 6 results) Presentation (3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Analysis of the bone morphogenetic protein 6 gene promoter region in young beef cattle affected by enzootic bovine leukosis2021

    • Author(s)
      MAEZAWA Masaki、WATANABE Ken-ichi、MATSUMOTO Kotaro、KOBAYASHI Yoshiyasu、OGAWA Haruko、INOKUMA Hisashi
    • Journal Title

      J. Vet. Med. Sci.

      Volume: 83 Issue: 6 Pages: 898-904

    • DOI

      10.1292/jvms.20-0663

    • NAID

      130008049916

    • ISSN
      0916-7250, 1347-7439
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A clinical case of acute myelomonocytic leukemia in a Holstein cow2021

    • Author(s)
      MAEZAWA Masaki、AKIYAMA Nao、TAGAWA Michihito、WATANABE Ken-ichi、MATSUMOTO Kotaro、FURUOKA Hidefumi、INOKUMA Hisashi
    • Journal Title

      J. Vet. Med. Sci.

      Volume: 83 Issue: 5 Pages: 819-823

    • DOI

      10.1292/jvms.20-0618

    • NAID

      130008001855

    • ISSN
      0916-7250, 1347-7439
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 25ヵ月齢黒毛和種肥育牛のリンパ球増多症を伴わない地方病性牛白血病2021

    • Author(s)
      前澤誠希,川上侑記,佐藤陽輔,菅生樹春,渡邉謙一,堀内雅之,松本高太郎,古林与志安,猪熊 壽
    • Journal Title

      家畜感染症学会誌

      Volume: 10 Pages: 19-25

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 骨髄検査により診断した牛の非再生性免疫介在性貧血2021

    • Author(s)
      近藤 直, 西川晃豊, 秋山奈緒, 佐藤陽輔, 渡邉謙一, 堀内雅之, 古林与志安, 猪熊 壽
    • Journal Title

      家畜診療

      Volume: 68

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Detection and genotyping of bovine leukemia virus (BLV) in Vietnamese cattle2020

    • Author(s)
      LE Dung Thi、YAMASHITA-KAWANISHI Nanako、OKAMOTO Mari、NGUYEN Son Vu、NGUYEN Nam Huu、SUGIURA Katsuaki、MIURA Tomoyuki、HAGA Takeshi
    • Journal Title

      Journal of Veterinary Medical Science

      Volume: 82 Pages: 1042-1050

    • DOI

      10.1292/jvms.20-0094

    • NAID

      130007882287

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Quantitative analysis of the BRAF V595E mutation in plasma cell-free DNA from dogs with urothelial carcinoma2020

    • Author(s)
      Tagawa Michihito、Tambo Naomi、Maezawa Masaki、Tomihari Mizuki、Watanabe Ken-ichi、Inokuma Hisashi、Miyahara Kazuro
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 15

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0232365

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A clinical case of T-cell lymphoma with co-expression of a B-cell marker in a Holstein cow2020

    • Author(s)
      Maezawa M.、Kudo N.、Temma S.、Sekizuka J.、Watanabe K.、Horiuchi N.、Matsumoto K.、Kobayashi Y.、Inokuma H.
    • Journal Title

      Japanese Journal of Large Animal Clinics

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 17-21

    • DOI

      10.4190/jjlac.11.17

    • NAID

      130007856550

    • ISSN
      1884-684X, 2187-2805
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] B-cell clonality in cattle with persistent lymphocytosis caused by bovine leukemia virus infection2020

    • Author(s)
      Sakaguchi K.、Maezawa M.、Inokuma H.
    • Journal Title

      Japanese Journal of Large Animal Clinics

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 1-4

    • DOI

      10.4190/jjlac.11.1

    • NAID

      130007856566

    • ISSN
      1884-684X, 2187-2805
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 牛伝染性リンパ腫ウイルスの母子感染における性状解析2021

    • Author(s)
      岡本麻里, 杉浦勝明, 小熊圭祐, 猪熊 壽, 遠藤麻衣子, Le Dung Thi, 山下(川西)奈々子, 芳賀 猛
    • Organizer
      第57回獣医疫学会学術集会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 牛白血病ウイルス感染乳用牛にみられた単球性白血病の1症例2020

    • Author(s)
      前澤誠希,中道 藍,秋山奈緒,田川道人,渡邉謙一,松本高太郎,古林与志安,猪熊 壽
    • Organizer
      第163日本獣医学会学術集会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] オリゴクローナルな持続性リンパ球増多症を呈する牛白血病ウイルス感染牛の経時的解析2020

    • Author(s)
      竹澤詩穂,前澤誠希,都筑智子,川上純子,大内義尚,松本高太郎,猪熊 壽
    • Organizer
      第163日本獣医学会学術集会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Remarks] 東京大学大学院農学生命科学研究科 動物医療センター 産業動物臨床学研究室

    • URL

      https://webpark2241.sakura.ne.jp

    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2022-04-19  

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