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暑熱鶏において骨格筋タンパク質代謝破綻をもたらす他臓器間代謝ネットワークの解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H06205
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 動物生産科学
研究機関東北大学

研究代表者

喜久里 基  東北大学, 農学研究科, 准教授 (90613042)

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 *注記
24,570千円 (直接経費: 18,900千円、間接経費: 5,670千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2017年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 15,080千円 (直接経費: 11,600千円、間接経費: 3,480千円)
キーワード暑熱ストレス / 筋タンパク質分解 / 全身性炎症 / 酸化ストレス / 肉用鶏 / ブロイラー / 腸管 / 炎症 / 骨格筋 / タンパク質分解 / ニワトリ / 代謝 / アルギニン / アラニン / 腸管バリア機能 / 代謝産物 / サイトカイン / 胆汁酸 / ミトコンドリア / 活性酸素 / α-トコフェロール / ホルモン / グルココルチコイド / エンドトキシン / ミトコンドリア活性酸素
研究成果の概要

暑熱ニワトリにおいて、筋タンパク質分解を誘導する臓器間代謝ネットワーク機構を明らかにするため、コルチコステロン(CORT)、ミトコンドリア活性酸素産生(mitROS)、腸管バリア機能、炎症応答、アミノ酸動態の連関に着目し研究を行った。その結果、暑熱ニワトリにおける①mitROS産生が筋タンパク質分解の誘導要因の一つであること、②腸管バリア機能破綻にともなうLPS流入がCORT分泌や3メチルヒスチジン濃度上昇に関与、③筋タンパク質由来のアルギニンが暑熱時の炎症反応に影響を与えている可能性が示された。以上より、暑熱時の筋タンパク質分解は全身性炎症の一環で生じることが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでの暑熱ストレス研究は非常に多彩ではあったものの、酸化ストレスなどの単一の代謝変化の追究に固執した研究が多かった。本研究では、暑熱諸反応を臓器間代謝ネットワークの観点から体系的・統合的に紡ぎ合わせ、筋タンパク質分解と腸管機能、炎症反応の連関を実証した。これにより、家禽科学に対してストレス反応ネットワークの視点を提供し、また新たな暑熱ストレス制御法として腸管における抗炎症の生理的重要性を提示した。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 6件)

  • [国際共同研究] ルーベンカトリック大学(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] ルーベンカトリック大学(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Heat Stress Directly Affects Intestinal Integrity in Broiler Chickens2020

    • 著者名/発表者名
      Nanto-Hara F, Kikusato M, Ohwada S, Toyomizu M
    • 雑誌名

      The Journal of Poultry Science

      巻: 57 号: 4 ページ: 284-290

    • DOI

      10.2141/jpsa.0190004

    • NAID

      130007930410

    • ISSN
      1346-7395, 1349-0486
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Differences in Breast Muscle Mitochondrial Respiratory Capacity, Reactive Oxygen Species Generation, and Complex Characteristics between 7-week-old Meat- and Laying-type Chickens2020

    • 著者名/発表者名
      Hakamata Y, Toyomizu M, Kikusato M
    • 雑誌名

      The Journal of Poultry Science

      巻: 57 号: 4 ページ: 319-327

    • DOI

      10.2141/jpsa.0190133

    • NAID

      130007930423

    • ISSN
      1346-7395, 1349-0486
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Heat Stress Causes Immune Abnormalities via Massive Damage to Effect Proliferation and Differentiation of Lymphocytes in Broiler Chickens2020

    • 著者名/発表者名
      Hirakawa Ryota、Nurjanah Siti、Furukawa Kyohei、Murai Atsushi、Kikusato Motoi、Nochi Tomonori、Toyomizu Masaaki
    • 雑誌名

      Frontiers in Veterinary Science

      巻: 7 ページ: 46-46

    • DOI

      10.3389/fvets.2020.00046

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Differential effects of heat stress on oxidative status of skeletal muscle with different muscle fibre compositions in broiler chicken2019

    • 著者名/発表者名
      Kikusato M, Toyomizu M
    • 雑誌名

      Journal of Animal and Feed Sciences

      巻: 28 号: 1 ページ: 78-82

    • DOI

      10.22358/jafs/102830/2019

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nutritional regulation of mitochondrial ROS production of chickens exposed to acute and chronic heat stress2019

    • 著者名/発表者名
      Toyomizu M, Mujahid A, Hirakawa R, Furukawa K, Azad MAK, Taciak M, Kikusato M
    • 雑誌名

      Energy and protein metabolism and nutrition

      巻: 138 ページ: 73-81

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of low-dose oleuropein diet supplementation on the oxidative status of skeletal muscles and plasma hormonal concentration of growing broiler chickens2019

    • 著者名/発表者名
      Shimao R.、Muroi H.、Furukawa K.、Toyomizu M.、Kikusato M.
    • 雑誌名

      British Poultry Science

      巻: 60 号: 6 ページ: 784-789

    • DOI

      10.1080/00071668.2019.1662886

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characterization of Mitochondrial Content and Respiratory Capacities of Broiler Chicken Skeletal Muscles with Different Muscle Fiber Compositions2018

    • 著者名/発表者名
      1.Hakamata, Y., Watanabe, K., Amo, T., Toyomizu, M. and Kikusato, M.
    • 雑誌名

      The Journal of Poultry Science

      巻: 55 号: 3 ページ: 210-216

    • DOI

      10.2141/jpsa.0170141

    • NAID

      130007419002

    • ISSN
      1346-7395, 1349-0486
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Roles of mitochondrial oxidative phosphorylation and reactive oxygen species generation in the metabolic modification of avian skeletal muscle2016

    • 著者名/発表者名
      Motoi Kikusato, Kyohei Furukawa, Tomomi, Kamizono, Yuki Hakamata and Masaaki Toyomizu
    • 雑誌名

      Proceedings of Japan Society of Animal Nutrition and Metabolism

      巻: 60 ページ: 57-68

    • NAID

      40020901552

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ブロイラーの環境ストレスにおよぼすBacillus amyloliquefaciens strain TOA5001の給与効果2020

    • 著者名/発表者名
      喜久里基・福井和夫・豊水正昭
    • 学会等名
      日本家禽学会春季大会(2020年3月28日)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of isoquinoline alkaloidsas alternative to antimicrobial growth promotors in broiler chickens2019

    • 著者名/発表者名
      Kikusato M, Xue G, Pastor A, Toyomizu M
    • 学会等名
      22th Europena Symposium on Poultry Nutrition
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of feeding isoquinoline alkaloids on the grow performance of broiler chickens under heat-stressed conditions2019

    • 著者名/発表者名
      Kikusato M, Xue G, Pastor A, Toyomizu M
    • 学会等名
      22th Europena Symposium on Poultry Nutrition
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 暑熱感作鶏の骨格筋タンパク質分解に対するグルタミン・グルタミン酸同時給与の抑制効果2019

    • 著者名/発表者名
      古川恭平・喜久里基・Wu Guoyao・豊水正昭
    • 学会等名
      日本家禽学会2019年春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 鶏における暑熱感作時の骨格筋タンパク質分解亢進の分子メカニズムの解明2018

    • 著者名/発表者名
      古川恭平・喜久里基・豊水正昭
    • 学会等名
      日本家禽学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Differences in mitochondrial fatty acid utilization and respiratory complex characteristics between meat-type and laying-type chickens2018

    • 著者名/発表者名
      Hakamata Y, Amo T, Toyomizu M, Kikusato, M
    • 学会等名
      11th Asia Pacific Poultry Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 生理的濃度のコルチコステロンはニワトリ高温培養筋細胞のタンパク質分解を増強しない2017

    • 著者名/発表者名
      古川恭平・喜久里基・豊水正昭
    • 学会等名
      日本畜産学会第122回大会
    • 発表場所
      神戸大学鶴甲第1キャンパス(神戸市灘区、兵庫県)
    • 年月日
      2017-03-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Oleuropein suppresses oxidative damage in avian skeletal muscle, possibly via SIRT1 up-regulation2017

    • 著者名/発表者名
      Kikusato M, Shimao R, Muroi H, Toyomizu, M
    • 学会等名
      21st European Symposium on Poultry Nutrition
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Roles of corticosterone and superoxide in the ubiquitin proteasome system in heat-stressed chickens2016

    • 著者名/発表者名
      Furukawa, K., Kikusato, M. and Toyomizu, M.
    • 学会等名
      5th EAAP International Symposium on Energy and Protein Metabolism and Nutrition
    • 発表場所
      Krakow, Poland
    • 年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Time-course of changes in muscle antioxidant peptide concentrations in heat-stressed broiler chickens2016

    • 著者名/発表者名
      Furukawa, K., Waki, N, Kikusato, M., Ashinara, A., Ishida, A., Nakashima, K. and Toyomizu, M.
    • 学会等名
      17th Animal Science Congress of Asian Australasian Animal Production
    • 発表場所
      九州産業大学、福岡市東区、福岡県
    • 年月日
      2016-08-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-12-28  

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