乳腺上皮細胞による細胞遊走因子のエクソソーム依存的分泌機構と乳房炎誘起機序の解明

• 研究課題/領域番号: 18H02326
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分42010:動物生産科学関連
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 麻生 久 東北大学, 農学研究科, 教授 (50241625)
• 研究分担者: 北澤 春樹 東北大学, 農学研究科, 教授 (10204885) ; 奥 夏美 (岡田夏美) 東北大学, 農学研究科, 技術一般職員 (10621584) ; 野地 智法 東北大学, 農学研究科, 教授 (10708001) ; 渡邊 康一 東北大学, 農学研究科, 助教 (80261494)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円); 2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2019年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2018年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
• キーワード: 牛乳房炎 / シクロフィリンA / エクソソーム / 炎症 / 乳腺免疫 / マイクロアレー解析 / 免疫反応 / シクロフィリンＡ / エクソゾーム / ウシ乳房炎

研究成果の概要

健康牛および乳房炎牛の乳からシクロフィリンAを含有したエクソソームを精製し、その粒径と含有されているシクロフィリンAの濃度の比較を行い、健康牛と乳房炎牛における乳汁中エクソソームの粒径と含有されているシクロフィリンAの濃度には違いが認められなかった。よって、乳汁中体細胞数に対応して変動しているシクロフィリンAはエクソソームに抱合していない単体のシクロフィリンAであることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

乳房炎はウシ疾病の中で最も発生率が多く、日本での経済的な損失は年間1000億円と推定される。現在、乳房炎治療の多くが抗生剤を用いた治療を中心に行われており、乳房炎牛の生乳や食肉からのメシチリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)の検出に加え、食肉と牛乳を介して耐性菌がヒトに伝播した症例が報告された。乳房炎の防除は今日の獣医畜産領域において重大な課題であり、薬剤耐性の発生を回避した新たな予防・診断・治療法等の開発に資する研究が望まれている。よって、シクロフィリンAの乳汁分泌機構および炎症性リンパ球への作用機構を解明して乳房炎病態との関連性を明らかにすることは、乳房炎発症予防・治療への応用へ繋がる。

研究成果

• [雑誌論文] The gut microbiota induces Peyer’s-patch-dependent secretion of maternal IgA into milk (2021)
  • 著者名/発表者名: Usami Katsuki、Niimi Kanae、Matsuo Ayumi、Suyama Yoshihisa、Sakai Yoshifumi、Sato Shintaro、Fujihashi Kohtaro、Kiyono Hiroshi、Uchino Saeka、Furukawa Mutsumi、Islam Jahidul、etc
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 36 号: 10 ページ: 109655-109655
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2021.109655
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Effect of Dietary Supplementation of Immunobiotic Lactiplantibacillusplantarum N14 Fermented Rakkyo (Allium chinense) Pickled Juice on the Immunocompetence and Production Performance of Pigs (2021)
  • 著者名/発表者名: Islam Md. Aminul、Hashiguchi Kenji、Kober A.K.M. Humayun、Morie Kyoko、Zhou Binghui、Tomokiyo Mikado、Shimazu Tomoyuki、Aso Hisashi、Villena Julio、Suda Yoshihito、Kitazawa Haruki
  • 雑誌名: Animals 巻: 11 号: 3 ページ: 752-752
  • DOI: 10.3390/ani11030752
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Evaluation of fat accumulation and adipokine production during the long-term adipogenic differentiation of porcine intramuscular preadipocytes and study of the influence of immunobiotics. (2020)
  • 著者名/発表者名: Tada, A., Kober, A.H., Islam, M.A., Igata, M., Takagi, M., Suzuki, M., Aso, H., Ikeda-Ohtsubo, W., Yoda, K., Miyazawa, K., He, F., Takahashi, H., Villena, J. and Kitazawa, H.
  • 雑誌名: Cells 巻: 9 号: 7 ページ: 1715-1715
  • DOI: 10.3390/cells9071715
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] IL-12p40 gene expression in lung and hilar lymph nodes of MPS resistant pigs (2020)
  • 著者名/発表者名: Akiko Sakuma, Shizuka Sugawara, Hikaru Hidaka, Mitsuru Nakajo, Yoshihito Suda, Tomoyuki Shimazu, Michael T. Rose, Megumi Urakawa, Tao Zhuang, Guoqi Zhao, Kouichi Watanabe, Tomonori Nochi, Haruki Kitazawa, Kazuo Katoh, Keiichi Suzuki, Hisashi Aso
  • 雑誌名: Anim. Sci. J. 巻: 91 号: 1
  • DOI: 10.1111/asj.13450
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Transcriptome Analysis of The Inflammatory Responses of Bovine Mammary Epithelial Cells: Exploring Immunomodulatory Target Genes for Bovine Mastitis (2020)
  • 著者名/発表者名: Islam, Md. A., T. Michihiro, K. Fukuyama, H. Kitazawa et al.
  • 雑誌名: Pathogens 巻: 9:200 号: 3 ページ: 1-18
  • DOI: 10.3390/pathogens9030200
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Efficient Selection of New Immunobiotic Strains With Antiviral Effects in Local and Distal Mucosal Sites by Using Porcine Intestinal Epitheliocytes (2020)
  • 著者名/発表者名: Leonardo, A., V. Garcia-Castillo, H. Kitazawa et al.
  • 雑誌名: Frontiers in Immunology 巻: 11:543 ページ: 1-16
  • DOI: 10.3389/fimmu.2020.00543
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Transcriptome modifications in the porcine intramuscular adipocytes during differentiation and exogenous stimulation with TNF-ホア and serotonin. (2020)
  • 著者名/発表者名: Tada A, Islam MA, Kober HA, Fukuyama K, Takagi M, Igata M, Albarracin L, Ikeda-Ohtsubo W, Miyazawa K, Yoda K, He F, Takahashi H, Villena J, Aso H, Kitazawa H
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 21 号: 2 ページ: 638-658
  • DOI: 10.3390/ijms21020638
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Organogermanium suppresses cell death due to oxidative stress in normal human dermal fibroblasts (2019)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Takeda, Sota Doiyama, Junya Azumi, Yasuhiro Shimada, Yoshihiko Tokuji, Hiroaki Yamaguchi, Kosuke Nagata, Naoya Sakamoto, Hisashi Aso, Takashi Nakamura
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 号: 1 ページ: 13637-13637
  • DOI: 10.1038/s41598-019-49883-7
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Organogermanium Compound THGP Suppresses Melanin Synthesis via Complex Formation with L-DOPA on Mushroom Tyrosinase and in B16 4A5 Melanoma Cells (2019)
  • 著者名/発表者名: Azumi Junya、Takeda Tomoya、Shimada Yasuhiro、Aso Hisashi、Nakamura Takashi
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 20 号: 19 ページ: 4785-4797
  • DOI: 10.3390/ijms20194785
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Addition of Wakame seaweed ( Undaria pinnatifida ) stalk to animal feed enhances immune response and improves intestinal microflora in pigs (2019)
  • 著者名/発表者名: Shimazu Tomoyuki、Borjigin Liushiqi、Katoh Kazuo、Roh Sang‐gun、Kitazawa Haruki、Abe Keietsu、Suda Yoshihito、Saito Hayato、Kunii Hiroshi、Nihei Ken、Uemoto Yoshinobu、Aso Hisashi、Suzuki Keiichi
  • 雑誌名: Animal Science Journal 巻: 90 号: 9 ページ: 1248-1260
  • DOI: 10.1111/asj.13274
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Isolation and Immunocharacterization of Lactobacillus salivarius from the Intestine of Wakame-Fed Pigs to Develop Novel “Immunosynbiotics” (2019)
  • 著者名/発表者名: Masumizu, Y., B. Zhou, H. Kitazawa et al.
  • 雑誌名: Microorganisms 巻: 7:167 号: 6 ページ: 1-17
  • DOI: 10.3390/microorganisms7060167
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Transcriptome Modifications in Porcine Adipocytes via Toll-Like Receptors Activation (2019)
  • 著者名/発表者名: Igata Manami、Islam Md. Aminul、Tada Asuka、Takagi Michihiro、Kober A. K. M. Humayun、Albarracin Leonardo、Aso Hisashi、Ikeda-Ohtsubo Wakako、Miyazawa Kenji、Yoda Kazutoyo、He Fang、Takahashi Hideki、Villena Julio、Kitazawa Haruki
  • 雑誌名: Frontiers in Immunology 巻: 10 ページ: 1-15
  • DOI: 10.3389/fimmu.2019.01180
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Paraimmunobiotic Bifidobacteria Modulate the Expression Patterns of Peptidoglycan Recognition Proteins in Porcine Intestinal Epitheliocytes and Antigen Presenting Cells (2019)
  • 著者名/発表者名: Iida, H., M. Tohno, Md. A. Islam, H. Kitazawa et al.
  • 雑誌名: Cells 巻: 8:891 号: 8 ページ: 1-22
  • DOI: 10.3390/cells8080891
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Staphylococcus aureus-specific IgA antibody in milk suppresses the multiplication of S. aureus in infected bovine udder (2019)
  • 著者名/発表者名: Nagasawa Yuya、Kiku Yoshio、Sugawara Kazue、Hirose Aya、Kai Chiaki、Kitano Nana、Takahashi Toshihiko、Nochi Tomonori、Aso Hisashi、Sawada Shin-ichi、Akiyoshi Kazunari、Hayashi Tomohito
  • 雑誌名: BMC Veterinary Research 巻: 15 号: 1 ページ: 286-286
  • DOI: 10.1186/s12917-019-2025-3
  • NAID: 120006901036
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Genomic characterization of Lactobacillus delbrueckii TUA4408L and evaluation of the antiviral activities of its extracellular polysaccharides in porcine intestinal epithelial cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Kanmani, P., L. Albarracin, H. Kobayashi, E. M. Hebert, L. Saavedra, R. Komatsu, B. Gatica, A. S. Burgos, A. Miyazaki, W. Ikeda-Ohtsubo, Y. Suda, H. Aso, S. Egusa, T. Mishima, H. Takahashi, J. Villena, H. Kitazawa
  • 雑誌名: Front. Immunol. 巻: 9:2178 ページ: 1-16
  • DOI: 10.3389/fimmu.2018.02178
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Development of immune and microbial environments is independently regulated in the mammary gland (2018)
  • 著者名/発表者名: K. Niimi, K. Usami, Y. Fujita, M. Abe, M. Furukawa, Y. Suyama, Y. Sakai, M. Kamioka, N. Shibata, E.J. Park, S. Sato, H. Kiyono, H. Yoneyama, H. Kitazawa, K. Watanabe, T. Nochi and H. Aso
  • 雑誌名: Mucosal Immunology 巻: 11 ページ: 643-653
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Phenotypic and functional analysis of bovine peripheral blood dendritic cells before parturition by a novel purification method. (2018)
  • 著者名/発表者名: Zhuang T, Urakawa M, Sato H, Sato Y, Taguchi T, Umino T, Katto S, Tanaka K, Yoshimura K, Takada N, Kobayashi H, Ito M, Rose MT, Kiku Y, Nagasawa Y, Kitazawa H, Watanabe K, Nochi T, Hayashi T, Aso H
  • 雑誌名: Anim. Sci. J. 巻: 89 号: 7 ページ: 1011-1019
  • DOI: 10.1111/asj.13014
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Immunobiotics for the bovine host: their interaction with intestinal epithelial cells and their effect on antiviral immunity. (2018)
  • 著者名/発表者名: Julio Villena, Hisashi Aso, Victor P. Rutten, Hideki Takahashi, Willem Van Eden and Haruki Kitazawa
  • 雑誌名: Frontiers in Immunology 巻: 9 ページ: 326-326
  • DOI: 10.3389/fimmu.2018.00326
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Identification of a novel mechanism of action of bovine IgG antibodies specific for Staphylococcus aureus (2018)
  • 著者名/発表者名: Furukawa Mutsumi、Yoneyama Hiroshi、Hata Eiji、Iwano Hidetomo、Higuchi Hidetoshi、Ando Tasuke、Sato Mika、Hayashi Tomohito、Kiku Yoshio、Nagasawa Yuya、Niimi Kanae、Usami Katsuki、Ito Kumiko、Watanabe Kouichi、Nochi Tomonori、Aso Hisashi
  • 雑誌名: Veterinary Research 巻: 49 号: 1 ページ: 22-22
  • DOI: 10.1186/s13567-018-0517-y
  • NAID: 120006798140
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] シクロフィリンA誘発乳房炎により変化する乳中タンパク質の解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 秋元 宏介、大崎 雄介、北澤 春樹、麻生 久、白川 仁
  • 学会等名: 第11回家畜感染症学会
• [学会発表] ホルスタイン種において乳汁中のIgAおよびIgM濃度の遺伝率は高い (2021)
  • 著者名/発表者名: 桂哲平・遠藤佑真・庄 涛・浦川めぐみ・吉村 梢・高梨 暁・林 智人・菊 佳男・長澤裕哉・浅野貴史・佐沢公子・横井允雄・吉田 岳・中村武彦・上本吉伸・野地智法・麻生 久
  • 学会等名: 第26回日本乳房炎研究会学術集会
• [学会発表] バイオサーファクタント（MEL-B）の有する脂質依存的な黄色ブドウ球菌増殖抑制効果 (2020)
  • 著者名/発表者名: 山内清哉、山本周平、菅原知宏、曽我部敦、秦英司、古川睦実、米山裕、渡邊康一、麻生久、野地智法
  • 学会等名: 第163回日本獣医学会
• [学会発表] 初乳中自然免疫因子Serum Amyloid Aの同定とその作用標的 (2020)
  • 著者名/発表者名: 内野紗江佳、宇佐美克紀、佐々木志保、新實香奈枝、古川睦実、渡邊康一、麻生久、野地智法
  • 学会等名: 第163回日本獣医学会
• [学会発表] 炎症誘起因子シクロフィリンA の乳房炎誘起能の発見 (2019)
  • 著者名/発表者名: 遠藤佑真・佐藤佑子・小堤知之・浅野貴史・熊谷弘明・吉村 梢・庄 涛・浦川めぐみ・渡邊康一・野地智法・麻生 久
  • 学会等名: 第126回日本畜産学会大会
• [学会発表] 離乳直後の腸内の免疫・微生物環境形成に及ぼすパイエル板の役割 (2019)
  • 著者名/発表者名: 新實香奈枝・宇佐美克紀・古川睦実・馬場柚里・山内清哉・渡邊康一・麻生 久・野地 智法
  • 学会等名: 第126回日本畜産学会大会
• [学会発表] 乳汁中のIgA抗体産生を促す腸内微生物の免疫・微生物学的意義 (2019)
  • 著者名/発表者名: 宇佐美克紀、新實香奈枝、古川睦実、馬場柚里、内野紗江佳、山内清哉、渡邊康一、麻生 久、野地智法
  • 学会等名: 第162回日本獣医学会学術集会
• [学会発表] 枯草菌を給与した初産牛は炎症状態に陥りにくく健康な状態を維持する (2019)
  • 著者名/発表者名: 吉村 梢・浦川めぐみ・遠藤佑真・桂 哲平・浅野貴史・熊谷弘明。日野正浩・庄 涛・渡邊康一・野地智法・麻生 久
  • 学会等名: 第69回東北畜産学会大会
• [学会発表] プロバイオティクス枯草菌による牛乳房炎発送予防効果 (2019)
  • 著者名/発表者名: 麻生 久
  • 学会等名: 第69回東北畜産学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] Intestinal microflora changes during lactation and has relevance to the specificity of milk IgA and diversity of microflora in the mammary gland (2018)
  • 著者名/発表者名: Niimi K, Usami K, Furukawa M, Sasaki S, Watanabe K, Aso H, Nochi T.
  • 学会等名: Mucosal Immunology Course & Symposium (MICS2018), Oxford, UK
  • 国際学会
• [学会発表] CCL28-mediated chemotaxis for the recruitment of IgA-producing plasma cells into the mammary gland depends on the lactation-related but not bacterial stimulus (2018)
  • 著者名/発表者名: Nochi T, Niimi K, Usami K, Furukawa M, Sasaki S, Kiyono H, Watanabe K, Aso H.
  • 学会等名: Mucosal Immunology Course & Symposium (MICS2018), Oxford, UK
  • 国際学会
• [学会発表] シクロフィリンＡの乳頭投与が乳汁中体細胞数に与える影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 佐藤佑子・吉村 梢・浦川めぐみ・庄 涛・田中孝太朗・遠藤佑真・伊藤 愛・小堤知行・小林宏子・高田直和・渡邊康一・野地智法・麻生 久
  • 学会等名: 東北畜産学会第68回大会
• [学会発表] Effect of probiotic Bacillus Subtilis C-3102 strain on function of dendritic cells in bovine peripheral blood before and after parturition (2018)
  • 著者名/発表者名: Zhuang T, Urakawa M, Sato H, Kobayashi H, Sato Y, Ashida N, Otomo N, Watanabe K, Nochi T, Aso H.
  • 学会等名: The 30th World Buiatrics Congress, Sapporo, Japan
  • 国際学会
• [学会発表] Oral feeding with a probiotics Bacillus subtilis C-3102 modulates the immune and metabolic functions in dairy cattle, resulting in prevention of mastitis (2018)
  • 著者名/発表者名: Urakawa M, Sato H, Zhuang T, Taguchi T, Katto S, Tanaka K, Kobayashi H, Ito M, Sato Y, Ashida N, Otomo N, Watanabe K, Nochi T, Aso H.
  • 学会等名: The 30th World Buiatrics Congress, Sapporo, Japan
  • 国際学会
• [学会発表] ウシ乳房炎誘起因子シクロフィリンＡの乳汁における存在様式 (2018)
  • 著者名/発表者名: 吉村 梢・海野 剛・浦川めぐみ・庄 涛・田中孝太朗・遠藤佑真・佐藤佑子・小堤知行・佐藤秀俊・渡邊康一・野地智法・麻生 久
  • 学会等名: 日本獣医学会第161回大会
• [学会発表] パイエル板から乳腺に遊走するIgA産生細胞の同定 (2018)
  • 著者名/発表者名: 宇佐美克紀・新實香奈枝・佐々木志保・馬場柚里・古川睦実・伊藤 駿・渡邊康一・麻生 久・野地智法
  • 学会等名: 日本獣医学会第161回大会
• [学会発表] 早期診断法開発とプロバイオティクス飼料による乳房炎発症制御 (2018)
  • 著者名/発表者名: 麻生 久
  • 学会等名: 第49回日本家畜臨床学会
  • 招待講演
• [図書] 獣医組織学 第８版 (2020)
  • 著者名/発表者名: 渡邊康一、麻生 久
  • 総ページ数: 397
  • 出版者: 学窓社
  • ISBN: 9784873627731
• [備考] 東北大学大学院農学研究科 家畜健康科学寄附講座
  • URL: https://www.agri.tohoku.ac.jp/keitai/info/health-science.html
• [備考] 東北大学大学院農学研究科 動物機能形態学分野
  • URL: https://www.agri.tohoku.ac.jp/keitai/index.html
• [備考] 東北大学大学院農学研究科 食と農免疫研究教育センター
  • URL: https://www.agri.tohoku.ac.jp/cfai/index.html
• [備考] 研究拠点形成事業 先端拠点形成
  • URL: https://www.agri.tohoku.ac.jp/fain/index.html
• [備考] 東北大学大学院農学研究科 機能形態学分野
  • URL: http://www.agri.tohoku.ac.jp/keitai/index-j.html
• [備考] 東北大学大学院農学研究科 食と農免疫研究教育センター
  • URL: http://www.agri.tohoku.ac.jp/cfai/index.html
• [備考] 研究拠点形成事業 先端拠点形成
  • URL: http://www.agri.tohoku.ac.jp/fain/index.html
• [備考] 東北大学大学院農学研究科 機能形態学分野
  • URL: http://www.agri.tohoku.ac.jp/keitai/index-j.html
• [備考] 東北大学大学院農学研究科 食と農免疫研究教育センター
  • URL: http://www.agri.tohoku.ac.jp/cfai/index.html
• [備考] 研究拠点形成事業 先端拠点形成
  • URL: http://www.agri.tohoku.ac.jp/fain/index.html