サケ科魚類の新しい成長・ストレス診断法の開発と海面養殖への応用

• 研究課題/領域番号: 16H04966
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 水圏生産科学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 清水 宗敬 北海道大学, 水産科学研究院, 准教授 (90431337)
• 研究分担者: 棟方 有宗 宮城教育大学, 教育学部, 准教授 (10361213) ; 森山 俊介 北里大学, 海洋生命科学部, 教授 (50222352) ; 内田 勝久 宮崎大学, 農学部, 教授 (50360508)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円); 2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2016年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
• キーワード: 成長 / ホルモン / サケ科魚類 / 海面養殖 / 指標 / 海水適応能 / 水産学 / ストレス

研究成果の概要

本研究は、サケ科魚類においてインスリン様成長因子（IGF）とその結合蛋白（IGFBP）による成長の調節メカニズムを解析し、それらを成長指標として増養殖業に応用することを目的とした。まず、組換えサケIGFBP-1aと-1bを作製し、IGF-I活性を阻害することを示した。続いて、組換え蛋白を用いて抗血清を作製し、IGFBP-1aの免疫測定系を確立した。血中IGFBP-1a量は個体の成長率と負の相関を示し、成長停滞・ストレスの新しい指標となることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果の学術的意義は、インスリン様成長因子結合蛋白（IGFBP）の組換え蛋白を作製する方法とその機能を解析する実験系を確立したてんである。これにより、これまで行われていなかったIGFBPによる魚類の成長調節メカニズムの解析を可能となった。社会的意義として、血中IGFBPの測定系を確立し、2種類のIGFBPが、増養殖業の現場において飼育魚の成長停滞もしくはストレスの指標として有用であることを示した点が挙げられる。

研究成果

• [国際共同研究] ノース研究所(ノルウェー)
• [国際共同研究] 冷水性養殖研究所(米国)
• [国際共同研究] Uni Research(ノルウェー)
• [国際共同研究] NOAA Fisheries/Agricultural Research Service, USDA(米国)
• [国際共同研究] Uni Research(ノルウェー)
• [国際共同研究] NOAA Fisheries(米国)
• [国際共同研究] Fisheries and Oceans Canada(カナダ)
• [雑誌論文] Editing the duplicated insulin-like growth factor binding protein-2b gene in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) (2018)
  • 著者名/発表者名: Cleveland, B.M., Yamaguchi, G., Radler, L.M., and Shimizu, M.
  • 雑誌名: Scientific Report 巻: 8 号: 1 ページ: 16054-16054
  • DOI: 10.1038/s41598-018-34326-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Assessment of the timing and degree of smolt development in southern populations of masu salmon (2018)
  • 著者名/発表者名: Inatani, Y., Ineno, T., Sone, S., Matsumoto, N., Uchida, K., and Shimizu, M.
  • 雑誌名: Journal of Fish Biology 巻: 93 号: 3 ページ: 490-500
  • DOI: 10.1111/jfb.13647
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison between Atlantic salmon Salmo salar post-smolts reared in open sea cages and in the Preline raceway semi-closed containment aquaculture system (2018)
  • 著者名/発表者名: Balseiro, P., Moe, O., Gamlem, I., Shimizu, M., Sveier, H., Nilsen, T.O., Kaneko, N., Ebbesson, L., Pedrosa, C., Tronci, V., Nylund, A., and Handeland, S.O.
  • 雑誌名: Journal of Fish Biology 巻: 93 号: 3 ページ: 567-579
  • DOI: 10.1111/jfb.13659
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Changes in glycogen concentration and gene expression levels of glycogen-metabolizing enzymes in muscle and liver of developing masu salmon (2018)
  • 著者名/発表者名: Fumiya Furukawa, Shotaro Irachi, Mugen Koyama, Otto Baba, Hajime Akimoto, Sei-ichi Okumura, Hirohiko Kagawa, Katsuhisa Uchida
  • 雑誌名: Comparative Biochemistry and Physiology, Part A 巻: 225 ページ: 74-82
  • DOI: 10.1016/j.cbpa.2018.07.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stress up-regulates oxidative burst in juvenile Chinook salmon leukocytes (2018)
  • 著者名/発表者名: Herron, C., Cogliati, K.M., Dolan, B.P., Munakata, A., Schreck, C.B.
  • 雑誌名: Fish and Shellfish Immunology 巻: 80 ページ: 655-659
  • DOI: 10.1016/j.fsi.2018.06.038
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Production of recombinant salmon insulin-like growth factor binding protein-1 subtypes (2018)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Hanae、Oishi Gakuto、Nakano Yusuke、Mizuta Hiroko、Nagano Yuta、Hiramatsu Naoshi、Ando Hironori、Shimizu Munetaka
  • 雑誌名: General and Comparative Endocrinology 巻: 257 ページ: 184-191
  • DOI: 10.1016/j.ygcen.2017.06.015
  • NAID: 120006551587
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of seawater reared on the nutritional composition and antioxidant activity of edible muscle in smoltified-landlocked masu salmon (Oncorhynchus masou masou) (2018)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Ryusuke, Uchida Katsuhisa, Ishimaru Mami, Ito Meiko, Matsumoto Naoto, Taoka Yousuke, Hatate Hideo
  • 雑誌名: Journal of Food Measurement and Characterization 巻: 12 号: 1 ページ: 200-208
  • DOI: 10.1007/s11694-017-9631-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Circulating insulin-like growth factor binding proteins in fish: their identities and physiological regulation (2017)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, M., and Dickhoff, W.W.
  • 雑誌名: General and Comparative Endocrinology 巻: 252 ページ: 150-161
  • DOI: 10.1016/j.ygcen.2017.08.002
  • NAID: 120006523744
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Insulin-like growth factor binding protein-2b in salmon: its identity, utility as growth index and possible role in growth (2019)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, M., Kizaki, R., Beckman, B.R., and Dickhoff, W.W.
  • 学会等名: Aquaculture 2019
  • 国際学会
• [学会発表] サケマスの成長指標としてのインスリン様成長因子結合蛋白 (2018)
  • 著者名/発表者名: 清水宗敬
  • 学会等名: サケマスの生理・生態学研究の最前線
  • 招待講演
• [学会発表] サクラマスの組換えインスリン様成長因子結合蛋白-1の作製 (2018)
  • 著者名/発表者名: 長谷川竜也・田中英絵・木﨑亮佑・佐藤萌絵・清水宗敬
  • 学会等名: 第12回サケ学研究会
• [学会発表] サケ科魚類の成長や海水適応能を促す飼料の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 森山俊介
  • 学会等名: サケマスの生理・生態学研究の最前線
  • 招待講演
• [学会発表] 太平洋サケの銀化変態期可変性の機構を探る (2018)
  • 著者名/発表者名: 棟方有宗
  • 学会等名: サケマスの生理・生態学研究の最前線
  • 招待講演
• [学会発表] 太平洋サケのストレス応答と回遊行動の分化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 棟方有宗
  • 学会等名: 第43回日本比較内分泌学会
  • 招待講演
• [学会発表] Mechanisms and roles of body color changes during smoltification in Pacific salmon (2018)
  • 著者名/発表者名: Munakata, A.
  • 学会等名: 8th Intercongress Symposium of the Asia and Oceania Society for Comparative Endocrinology
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 日本最南限におけるサクラマスの養殖の現状と課題、将来展望 (2018)
  • 著者名/発表者名: 内田勝久
  • 学会等名: サケマスの生理・生態学研究の最前線
  • 招待講演
• [学会発表] みやざきサクラマスの生産を通じた地域との連携 (2018)
  • 著者名/発表者名: 内田勝久
  • 学会等名: 国内サーモン養殖による地域振興に向けた課題と展望
  • 国際学会
• [学会発表] Effects of oral administration of salmon growth hormone on somatic growth of masu salmon (Oncorhynchus masou) fry (2018)
  • 著者名/発表者名: Ueno, K., Moriyama, S., Miyanishi, H., Kagawa, H., and Uchida, K.
  • 学会等名: 8th Annual Seminar between University of Miyazaki and Pukyong National University
  • 国際学会
• [学会発表] 海面養殖に適した宮崎県産ヤマメ種苗の選抜育種の試み (2018)
  • 著者名/発表者名: 上野賢・上林大介・宮西弘・香川浩彦・内田勝久
  • 学会等名: 平成30年度日本水産学会秋季大会
• [学会発表] Endocrine aspects of landlocked masu salmon in freshwater and seawater aquaculture conditions: their smoltification, seawater adaptation, growth and reproduction (2018)
  • 著者名/発表者名: Ueno, K., Miyanishi, H., Kagawa, H., and Uchida, K.
  • 学会等名: 8th Intercongress Symposium of the Asia and Oceania Society for Comparative Endocrinology
  • 国際学会
• [学会発表] サケ幼稚魚のリアルタイム成長評価のための技術開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 清水宗敬
  • 学会等名: 平成30年度日本水産学会春季大会シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] 稚魚の生理状態の評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: 森山俊介・清水恵子
  • 学会等名: 平成30年日本水産学会春季大会シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Effects of salmon Gh-added diet on growth and SW adaptability of FW-reared masu salmon (Oncorhynchus masou) (2018)
  • 著者名/発表者名: Uchida, K., and Ueno, K.
  • 学会等名: 2nd Joint Symposium on Aquaculture Science between University of Miyazaki, Japan and National Institute of Fisheries Science, Korea 2018
  • 国際学会
• [学会発表] サクラマスインスリン様成長因子結合蛋白-1の機能的組換え蛋白の作製 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田中英絵・中野裕介・水田紘子・平松尚志・清水宗敬
  • 学会等名: 平成29年度日本水産学会春季大会
  • 発表場所: 東京海洋大学（東京都港区）
  • 年月日: 2017-03-29
• [学会発表] 血中インスリン様成長因子結合蛋白-1bを用いたシロザケ稚魚の成長評価 (2017)
  • 著者名/発表者名: 金子信人・虎尾 充・藤原 真・越野陽介・宮腰靖之・清水宗敬
  • 学会等名: 平成29年度日本水産学会春季大会
  • 発表場所: 東京海洋大学（東京都港区）
  • 年月日: 2017-03-27
• [学会発表] Unraveling the roles of circulating insulin-like growth factor binding proteins in fish growth (2017)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, M.
  • 学会等名: International Symposium on Fisheries Sciences for Future Generations
  • 国際学会
• [学会発表] Assessment of the timing of "smoltification" in masu salmon in Miyazaki, south Japan (2017)
  • 著者名/発表者名: Inatani, Y., Ineno, T., Sone, S., Matsumoto, N., Uchida, K., and Shimizu, M.
  • 学会等名: 10th International Symposium on Salmon Smoltification
  • 国際学会
• [学会発表] サケ稚魚の初期生活史におけるインスリン様成長因子の機能 (2017)
  • 著者名/発表者名: 森山俊介
  • 学会等名: 平成29年度岩手県サケマス増殖協会点さけ増殖技術検討会
• [学会発表] 陸封型ヤマメの銀化変態に伴う下垂体－甲状腺機能の発現動態 (2017)
  • 著者名/発表者名: 伊良知正太郎・竹田 萌・宮西 弘・香川浩彦・内田勝久
  • 学会等名: 日本動物学会第88回富山大会
• [学会発表] Production of recombinant salmon insulin-like growth factor binding protein-1 subtypes (2016)
  • 著者名/発表者名: Munetaka Shimizu, Hanae Tanaka, Gakuto Oishi, Yusuke Nakano, and Hiroko Mizuta
  • 学会等名: 8th International Symposium on Fish Endocrinology
  • 発表場所: Lindholmen Conference Center, Gothenburg, Sweden
  • 年月日: 2016-06-29
  • 国際学会
• [図書] サクラマス その生涯と生活史戦略（10）サクラマスの利活用（章分担） (2019)
  • 著者名/発表者名: 棟方有宗
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 生物研究社
• [図書] サクラマス その生涯と生活史戦略（9）サクラマスの資源減少（章分担） (2018)
  • 著者名/発表者名: 棟方有宗
  • 総ページ数: 4
  • 出版者: 生物研究社
• [図書] サクラマス その生涯と生活史戦略（8）サクラマス群の成魚の河川内における生態（章分担） (2018)
  • 著者名/発表者名: 棟方有宗
  • 総ページ数: 4
  • 出版者: 生物研究社
• [図書] サクラマス その生涯と生活史戦略（7）サクラマス群の稚魚の河川内における生態（章分担） (2018)
  • 著者名/発表者名: 棟方有宗
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 生物研究社
• [図書] サクラマス その生涯と生活史戦略（6）遡上回遊・産卵行動の生理的調節機構（章分担） (2018)
  • 著者名/発表者名: 棟方有宗
  • 総ページ数: 4
  • 出版者: 生物研究社
• [図書] サクラマス その生涯と生活史戦略（5）降河回遊行動の生理的調節機構（章分担） (2018)
  • 著者名/発表者名: 棟方有宗
  • 総ページ数: 4
  • 出版者: 生物研究社
• [図書] アグリバイオ 2 (4)（章分担：サクラマスの回遊多型と種苗生産） (2018)
  • 著者名/発表者名: 棟方有宗
  • 出版者: 北隆館
• [図書] 海洋と生物 40 (1)（章分担：サクラマス その生涯と生活史戦略（4）） (2018)
  • 著者名/発表者名: 棟方有宗
  • 出版者: 生物研究社
• [図書] 月刊アクアネット 237号（章分担：日本最南限でのサクラマス海面養殖の取り組み・五ヶ瀬産の銀化ヤマメを海で育む） (2018)
  • 著者名/発表者名: 内田勝久
  • 出版者: 湊分社
• [図書] 海洋と生物 39 (6)（章分担：サクラマス その生涯と生活史戦略（3）） (2017)
  • 著者名/発表者名: 棟方有宗
  • 出版者: 生物研究社
• [図書] 海洋と生物 39 (5)（章分担：サクラマス その生涯と生活史戦略（2）） (2017)
  • 著者名/発表者名: 棟方有宗
  • 出版者: 生物研究社
• [図書] 海洋と生物 39 (4)（章分担：サクラマス その生涯と生活史戦略（1）） (2017)
  • 著者名/発表者名: 棟方有宗
  • 出版者: 生物研究社
• [備考] Munetaka Shimizu, Ph.D.
  • URL: http://www.geocities.jp/fishvitellogenin/ms/Welcome.html