反芻家畜の受胎率向上に資する発情行動発現の分子制御メカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 16H05014
• 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: 動物生産科学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 大蔵 聡 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (20263163)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円); 2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2017年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2016年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
• キーワード: 応用動物 / 行動学 / 獣医学 / 畜産学 / 神経科学 / ヤギ / エストロジェン / 発情行動

研究成果の概要

本研究では、発情行動に第一義的役割を果たすエストロジェンの受容体（ER）発現を局所的にノックアウトできる遺伝子改変ヤギを作出し、反芻家畜の発情行動を制御する神経機構を解明することを目的とした。ホルモン処置により発情行動を誘起するモデルを構築し、発情に伴う行動量の増加はヤギの発情行動を評価する定量的指標となることを明らかにした。ヤギER遺伝子mRNAの塩基配列および推定アミノ酸配列を同定し、受精卵エレクトロポレーション法によるゲノム編集技術を導入するため、ヤギの遺伝子工学技術の最適化を行った。また、ヤギERが発現する脳領域に微量投与用カニューレを留置する手法を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究において確立した、発情に伴う行動量増加を指標とした発情行動の定量的評価系は、発情行動発現のタイミングを正確に測ることが可能となる点で、反芻動物の発情行動を制御する神経機構の解明に大きく寄与する実験モデル系となる。また、本研究により確立したヤギの遺伝子工学基盤（過排卵処置、卵管内受精卵（1細胞期胚）採取法、GEEP法によるゲノム編集胚の作出など）は、ヤギをモデルとしたゲノム編集技術の確立に寄与し、遺伝子改変技術の対象動物としてのヤギの有用性を飛躍的に高めることができる。

研究成果

• [国際共同研究] フランス国立農業研究所(フランス)
• [雑誌論文] Estrogen increases <i>KISS1</i> expression in newly generated immortalized <i>KISS1</i>-expressing cell line derived from goat preoptic area (2021)
  • 著者名/発表者名: OSHIMO Yukina、MUNETOMO Arisa、MAGATA Fumie、SUETOMI Yuta、SONODA Shuhei、TAKEUCHI Yukari、TSUKAMURA Hiroko、OHKURA Satoshi、MATSUDA Fuko
  • 雑誌名: Journal of Reproduction and Development 巻: 67 号: 1 ページ: 15-23
  • DOI: 10.1262/jrd.2020-053
  • NAID: 130007986318
  • ISSN: 0916-8818, 1348-4400
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Establishment of immortalised cell lines derived from female Shiba goat KNDy and GnRH neurones. (2020)
  • 著者名/発表者名: Suetomi Y, Tatebayashi R, Sonoda S, Munetomo A, Matsuyama S, Inoue N, Uenoyama Y, Takeuchi Y,Tsukamura H, Ohkura S, Matsuda F.
  • 雑誌名: Neuroendocrinology 巻: 32(6) 号: 6 ページ: 12857-12857
  • DOI: 10.1111/jne.12857
  • 査読あり
• [雑誌論文] Facilitatory and inhibitory role of central amylin administration in the regulation of the gonadotropin-releasing hormone pulse generator activity in goats (2020)
  • 著者名/発表者名: Kitagawa, Y., Sasaki, T., Suzumura, R., Morishima, A., Tatebayashi, R., Assadullah, Ieda, N., Morita, Y., Matsuyama, S., Inoue, N., Uenoyama, Y. Tsukamura, H. and Ohkura. S.
  • 雑誌名: Neuroscience Letters 巻: 736 ページ: 135276-135276
  • DOI: 10.1016/j.neulet.2020.135276
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Peripheral administration of SB223412, a selective neurokinin-3 receptor antagonist, suppresses pulsatile luteinizing hormone secretion by acting on the gonadotropin-releasing hormone pulse generator in estrogen-treated ovariectomized female goats. (2020)
  • 著者名/発表者名: Sasaki T, Sonoda T, Tatebayashi R, Kitagawa Y, Oishi S, Yamamoto K, Fujii N, Inoue N, Uenoyama Y, Tsukamura H, Maeda KI, Matsuda F, Morita Y, Matsuyama S, Ohkura S.
  • 雑誌名: J Reprod Dev 巻: - 号: 4 ページ: 351-357
  • DOI: 10.1262/jrd.2019-145
  • NAID: 130007888728
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Role of kisspeptin neurons as a GnRH surge generator: Comparative aspects in rodents and non‐rodent mammals (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsuda Fuko、Ohkura Satoshi、Magata Fumie、Munetomo Arisa、Chen Jing、Sato Marimo、Inoue Naoko、Uenoyama Yoshihisa、Tsukamura Hiroko
  • 雑誌名: Journal of Obstetrics and Gynaecology Research 巻: 45 号: 12 ページ: 2318-2329
  • DOI: 10.1111/jog.14124
  • 査読あり
• [雑誌論文] Peripheral administration of κ-opioid receptor antagonist stimulates gonadotropin-releasing hormone pulse generator activity in ovariectomized, estrogen-treated female goats (2019)
  • 著者名/発表者名: Sasaki T.、Ito D.、Sonoda T.、Morita Y.、Wakabayashi Y.、Yamamura T.、Okamura H.、Oishi S.、Noguchi T.、Fujii N.、Uenoyama Y.、Tsukamura H.、Maeda K.I.、Matsuda F.、Ohkura S.
  • 雑誌名: Domestic Animal Endocrinology 巻: 68 ページ: 83-91
  • DOI: 10.1016/j.domaniend.2018.12.011
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A neurokinin 3 receptor-selective agonist accelerates pulsatile luteinizing hormone secretion in lactating cattle† (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakamura Sho、Wakabayashi Yoshihiro、Yamamura Takashi、Ohkura Satoshi、Matsuyama Shuichi
  • 雑誌名: Biology of Reproduction 巻: 97 号: 1 ページ: 81-90
  • DOI: 10.1093/biolre/iox068
  • 査読あり
• [雑誌論文] The two populations of kisspeptin neurons are involved in the ram-induced LH pulsatile secretion and LH surge in anestrous ewes (2017)
  • 著者名/発表者名: Fabre-Nys Claude、Cognie Juliette、Dufourny Laurence、Ghenim Meriem、Martinet Stephanie、Lasserre Olivier、Lomet Didier、Millar Robert P、Ohkura Satoshi、Suetomi Yuta
  • 雑誌名: Endocrinology 巻: 158 号: 11 ページ: 3914-3928
  • DOI: 10.1210/en.2017-00429
  • 査読あり
• [雑誌論文] Immunohistochemical characterization of the arcuate kisspeptin/neurokinin B/dynorphin (KNDy) and preoptic kisspeptin neuronal populations in the hypothalamus during the estrous cycle in heifers. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hassaneen, A.S.A., Naniwa, Y., Suetomi, Y., Matsuyama, S., Kimura, K., Ieda, N., Inoue, N., Uenoyama, Y., Tsukamura, H., Maeda, K.-I., Matsuda, F. and Ohkura, S.
  • 雑誌名: Journal of Reproduction and Development 巻: 62 号: 5 ページ: 471-477
  • DOI: 10.1262/jrd.2016-075
  • NAID: 130005431286
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Molecular and Epigenetic Mechanism Regulating Hypothalamic Kiss1 Gene Expression in Mammals. (2016)
  • 著者名/発表者名: Uenoyama Y, Tomikawa J, Inoue N, Goto T, Minabe S, Ieda N, Nakamura S, Watanabe Y, Ikegami K, Matsuda F, Ohkura S, Maeda KI, Tsukamura H.
  • 雑誌名: Neuroendocrinology 巻: 印刷中 号: 6 ページ: 640-649
  • DOI: 10.1159/000445207
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] シバヤギにおけるGnRHパルス発生中枢の制御に関わるセロトニン受容体サブタイプの検討 (2020)
  • 著者名/発表者名: 鈴村玲香，森田康広，松山秀一，佐々木拓弥，北川悠梨，井上直子，上野山賀久，束村博子，大蔵 聡
  • 学会等名: 第113回日本繁殖生物学会大会
• [学会発表] 雌ヤギ由来KNDyニューロンおよびGnRHニューロン不死化細胞株の樹立 (2020)
  • 著者名/発表者名: 松田二子，末富祐太，舘林亮輝，園田修平，棟朝亜理紗，松山秀一，井上直子，上野山賀久，武内ゆかり，束村博子，大蔵 聡
  • 学会等名: 第25回日本生殖内分泌学会学術集会
• [学会発表] GnRHパルス発生中枢制御機構におけるカルシトニン受容体の役割 (2019)
  • 著者名/発表者名: 北川悠梨，佐々木拓弥，森島 愛，舘林亮輝，森田康広，松山秀一，井上直子，上野山賀久，束村博子，大蔵 聡
  • 学会等名: 第37回内分泌代謝学サマーセミナー
• [学会発表] 生殖内分泌の基礎 －GnRH分泌制御の神経内分泌メカニズム－ (2019)
  • 著者名/発表者名: 大蔵 聡
  • 学会等名: 第1 回日本生殖発生毒性フォーラム
  • 招待講演
• [学会発表] Neuroendocrine control of reproductive functions in domestic ruminants (2019)
  • 著者名/発表者名: Ohkura, S.
  • 学会等名: The 2nd International Conference on Mathematics and Natural Sciences (IConMNS) 2019
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] パルス状GnRH分泌制御機構におけるカルシトニン受容体の役割 (2019)
  • 著者名/発表者名: 北川悠梨，佐々木拓弥，森島 愛，舘林亮輝，森田康広，松山秀一，井上直子，上野山賀久，束村博子，大蔵 聡
  • 学会等名: 第112回日本繁殖生物学会大会
• [学会発表] シバヤギのパルス状GnRH分泌制御メカニズムにおけるセロトニンの役割 (2019)
  • 著者名/発表者名: 佐々木拓弥，森島 愛，中西真莉菜，鈴村玲香，舘林亮輝，北川悠梨，森田康広，松山秀一，井上直子，上野山賀久，束村博子，大蔵 聡
  • 学会等名: 第112回日本繁殖生物学会大会
• [学会発表] ヤギ視索前野由来キスペプチンニューロン不死化細胞株の樹立 (2019)
  • 著者名/発表者名: 大下雪奈，棟朝亜理紗，末富祐太，真方文絵，束村博子，大蔵 聡，松田二子
  • 学会等名: 第112回日本繁殖生物学会大会
• [学会発表] 家畜における繁殖の神経内分泌学－基礎的知見と臨床応用の可能性－ (2019)
  • 著者名/発表者名: 松田二子，大蔵 聡
  • 学会等名: （公社）日本畜産学会主催日本家畜臨床学会共催公開シンポジウム「畜産研究の成果を獣医臨床フィールドへ」
  • 招待講演
• [学会発表] The role of calcitonin receptor signaling in the regulation of GnRH pulse generator activity in goats (2019)
  • 著者名/発表者名: Kitagawa, Y., Sasaki, T., Morishima, A., Tatebayashi, R., Morita, Y., Matsuyama, S., Inoue, N., Uenoyama, Y., Tsukamura, H., Ohkura, S.
  • 学会等名: 日本畜産学会第125回大会
• [学会発表] シバヤギのGnRH パルス発生メカニズムにおけるセロトニンの役割 (2018)
  • 著者名/発表者名: 森島 愛，佐々木拓弥，舘林亮輝，北川悠梨，森田康広，松山秀一，井上直子，上野山賀久，束村博子，大蔵 聡
  • 学会等名: 日本下垂体研究会第33回学術集会
• [学会発表] シバヤギにおけるパルス状GnRH 分泌調節メカニズムに対するアミリンの作用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 北川悠梨，佐々木拓弥，森島 愛，舘林亮輝，森田康広，松山秀一，井上直子，上野山賀久，束村博子，大蔵 聡
  • 学会等名: 日本下垂体研究会第33回学術集会
• [学会発表] ニューロキニンB受容体拮抗剤の経口投与はパルス状LH分泌を抑制する (2018)
  • 著者名/発表者名: 佐々木拓弥，園田朋也，大石真也，藤井信孝，森田康広，松山秀一，井上直子，上野山賀久，束村博子，前多敬一郎，松田二子，大蔵 聡
  • 学会等名: 第111回日本繁殖生物学会大会
• [学会発表] 私が出会った生殖神経内分泌学－農学分野における基礎研究の意義－ (2018)
  • 著者名/発表者名: 大蔵 聡
  • 学会等名: 第43回日本比較内分泌学会
  • 招待講演
• [学会発表] シバヤギにおける発情に伴う行動量の増加とLHサージの時間的関係 (2017)
  • 著者名/発表者名: 今岡麻子・末富祐太・佐々木拓弥・大蔵 聡
  • 学会等名: 日本畜産学会第122回大会
  • 発表場所: 兵庫県神戸市
  • 年月日: 2017-03-28
• [学会発表] Microimplants of estradiol in the medial preoptic area induce a surge-like secretion of luteinizing hormone in male Shiba goats. (2017)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M., Sasaki, T., Tatebayashi, R., Suetomi, Y. and Ohkura, S.
  • 学会等名: The 4th World Congress on Reproductive Biology
  • 国際学会
• [学会発表] TALEN-mediated Cre recombinase knockin in KISS1 locus of goat embryonic fibroblasts. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tatebayashi, R., Sakuma, T., Yamamoto, T., Ohkura, S. and Matsuda, F.
  • 学会等名: The 4th World Congress on Reproductive Biology
  • 国際学会
• [学会発表] A neurokinin 3 receptor-selective agonist, senktide, stimulates pulsatile luteinizing hormone secretion in lactating cattle. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, S., Wakabayashi, Y., Yamamura, T., Ohkura, S. and Matsuyama, S.
  • 学会等名: The 4th World Congress on Reproductive Biology
  • 国際学会
• [学会発表] Neurokinin B/neurokinin-3 receptor signaling is involved in the regulation of GnRH pulse generation in male goats. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamamura, T, Ohkura, S. and Wakabayashi, Y.
  • 学会等名: The 4th World Congress on Reproductive Biology
  • 国際学会
• [学会発表] Establishment of immortalized GnRH neuronal cell lines derived from the cattle brain. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ozaki, R., Uenoyama, Y., Suetomi, Y., Matsuyama, S., Kimura, K., Ieda, N., Inoue, N., Tsukamura, H., Ohkura, S. and Matsuda, F.
  • 学会等名: The 4th World Congress on Reproductive Biology
  • 国際学会
• [学会発表] Introduction of DREADD in goat arcuate nucleus using adeno-associated virus. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tatebayashi, R., Suetomi, Y., Kobayashi, K., Ohkura, S. and Matsuda, F.
  • 学会等名: Society for Neuroscience 47th Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 泌乳期ウシにおけるニューロキニンB受容体作動薬が黄体形成ホルモンのパルス状分泌に及ぼす影響. (2017)
  • 著者名/発表者名: 中村 翔・若林嘉浩・山村 崇・大蔵 聡・松山秀一
  • 学会等名: 日本下垂体研究会第32回学術集会
• [学会発表] シバヤギKNDyニューロン不死化細胞株の樹立 (2016)
  • 著者名/発表者名: 末富祐太・舘林亮輝・束村博子・大蔵 聡・松田二子
  • 学会等名: 第109回日本繁殖生物学会大会
  • 発表場所: 神奈川県相模原市
  • 年月日: 2016-09-11
• [学会発表] Modification of KISS1 gene in goat embryonic fibroblasts using TALEN. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tatebayashi, R., Sakuma, T., Yamamoto, T., Ohkura, S. and Matsuda, F.
  • 学会等名: International Symposium on Pituitary Gland and Its Related Systems
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 2016-09-01
  • 国際学会
• [学会発表] Establishment of a neuronal cell line derived from KNDy neuron in a goat (2016)
  • 著者名/発表者名: Suetomi, Y., Tatebayashi, R., Tsukamura, H., Ohkura, S. and Matsuda, F.
  • 学会等名: The 49th Annual Meeting of the Society for the Study of Reproduction
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2016-07-16
  • 国際学会
• [図書] 視床下部および下垂体ホルモン（「繁殖生物学 改訂版」） (2020)
  • 著者名/発表者名: 大蔵 聡
  • 総ページ数: 351
  • 出版者: インターズー
  • ISBN: 9784866711102
• [図書] The GnRH Neuron and its Control (Wiley-INF Masterclass in Neuroendocrinology Series) (2018)
  • 著者名/発表者名: Goodman, R.L., Ohkura, S., Okamura, H., Coolen, L.M., Lehman, M.N.
  • 総ページ数: 536
  • 出版者: Wiley-Blackwell
  • ISBN: 9781119233244
• [図書] Masterclass in Neuroendocrinology (2017)
  • 著者名/発表者名: Goodman, R.L., Okhura, S., Okamura, H., Coolen, L.M. and Lehman, M.N.
  • 出版者: John Wiley & Sons, Inc.
• [備考] 名古屋大学大学院生命農学研究科 動物生産科学研究室
  • URL: https://www.agr.nagoya-u.ac.jp/~laps/
• [備考] 名古屋大学大学院生命農学研究科 動物生産科学研究室
  • URL: http://www.agr.nagoya-u.ac.jp/~laps/index-j.html
• [備考] 名古屋大学大学院生命農学研究科 動物生産科学第1研究分野
  • URL: http://www.agr.nagoya-u.ac.jp/~laps/index-j.html