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新しいウシ凍結精液技術の開発に向けた子宮内の精子認識と炎症反応メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K19259
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分42:獣医学、畜産学およびその関連分野
研究機関帯広畜産大学

研究代表者

宮本 明夫  帯広畜産大学, 畜産学部, 教授 (10192767)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
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: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワードウシ / 子宮 / 人工授精 / 精子 / 炎症 / 凍結精液 / 炎症反応
研究成果の概要

本研究は2年間の計画で、凍結精液の子宮内免疫応答を模倣した新規バイオアッセイを活用し、受胎率向上に向けて炎症を緩和する低刺激性の人工授精溶液の開発基盤を示すことを目的として、1)子宮上皮細胞の精子認識機構の解明とその抑制、2)精液希釈液の再評価とX/Y分離精子への応用、の実証を目指した。1)ウシ子宮小片の器官培養系を確立してビデオ観察を含む視覚的証拠を収集し、精子は子宮腺に侵入して腺内TLR2を介して組織全体の炎症性の遺伝子群を誘導することを発見した。これは生体モデルで人工授精直後に観察した子宮内で起こる炎症反応の最初のスイッチであることが示唆された。2)は方法の安定性が得られずに断念した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、ウシ子宮内免疫環境は、授精された精子によって強いTh1型(炎症性)に誘導され、そのセンシングには病原体認識と同様のTLR2/4が活用されている事実を世界で初めて実験的に示した。特にウシ子宮小片のビデオ観察を含むex-vivo新規器官培養系を確立して、視覚的に精子と子宮の相互作用のダイナミクスを初めて示したことは、ウシ人工授精の分野に重要な科学情報を示した。さらに、生体モデルで人工授精直後の子宮内免疫応答の動態をリアルタイムで観察する方法を確立できたので、今後の受胎率向上に向けた生体レベルの子宮内TLR2刺激による母体免疫活性化への道筋が初めて示された。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Bovine oviduct epithelial cells suppress the phagocytic activity of neutrophils towards sperm but not for bacteria in vitro: Immunofluorescence and electron microscopic observations.2020

    • 著者名/発表者名
      Marey MA, Matsukawa H, Sasaki M, Ezz MA, Yousef MA, Takahashi KI, Miyamoto A.
    • 雑誌名

      Histology and Histopathology

      巻: 35

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Sperm enter glands of preovulatory bovine endometrial explants and initiate inflammation2020

    • 著者名/発表者名
      Akthar I, Suarez SS, Morillo VA, Sasaki M, Ezz MA, Takahashi KI, Shimada M, Marey MA, Miyamoto A.
    • 雑誌名

      Reproduction

      巻: 159 号: 2 ページ: 181-192

    • DOI

      10.1530/rep-19-0414

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Roadmap to pregnancy in the first 7 days post-insemination in the cow: Immune crosstalk in the corpus luteum, oviduct, and uterus2020

    • 著者名/発表者名
      Talukder AK, Marey MA, Shirasuna K, Kusama K, Shimada M, Imakawa K, Miyamoto A.
    • 雑誌名

      Theriogenology

      巻: 148 ページ: 313-320

    • DOI

      10.1016/j.theriogenology.2020.01.071

    • 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] Ovulatory follicular fluid induces sperm phagocytosis by neutrophils, but oviductal fluid around oestrus suppresses its inflammatory effect in the buffalo oviduct in vitro.2019

    • 著者名/発表者名
      Yousef MS, Abd-Elhafeez HH, Talukder AK, Miyamoto A.
    • 雑誌名

      Mol Reprod Dev

      巻: 86 号: 7 ページ: 835-846

    • DOI

      10.1002/mrd.23164

    • 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] TLR2/4 signaling pathway mediates sperminduced inflammation in bovine endometrial epithelial cells in vitro.2019

    • 著者名/発表者名
      Ezz MA, Marey MA, Elweza AE, Kawai T, Heppelmann M, Pfarrer C, Balboula AZ, Montaser A, Imakawa K, Zaabel SM, Shimada M, Miyamoto A.
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 14 号: 4 ページ: e0214516-e0214516

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0214516

    • NAID

      120006644937

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Sensing sperm by maternal immune crosstalk: A potential mechanism for interfering with fertility in the cow.2019

    • 著者名/発表者名
      Akio Miyamoto
    • 学会等名
      17th International Conference on Production Disease (ICPD), Bern, Switzerland
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 子宮と卵管の精子認識:免疫システムによる攻撃と寛容2019

    • 著者名/発表者名
      宮本明夫
    • 学会等名
      第112回 日本繁殖生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Involvement of TLR2 in sperm-oviduct epithelium interaction in bovine oviduct ex vivo: Hyaluronan fragmant as a ligand?2019

    • 著者名/発表者名
      Vernadyn Almeda Morillo
    • 学会等名
      第112回 日本繁殖生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Sperm penetration into the bovine pre-ovulatory uterine glands induces TNFA in glands and triggers the inflammatory cascade.2019

    • 著者名/発表者名
      Ihshan Akthar
    • 学会等名
      第112回 日本繁殖生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Real-time investigation in vivo of sperm and neutrophils distribution in the bovine uterus after artificial insemination.2019

    • 著者名/発表者名
      Mohamed Ali Marey
    • 学会等名
      第112回 日本繁殖生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Sensing sperm by bovine uterine epithelial cells via TLR2 and TLR4 signaling pathway in vitro.2018

    • 著者名/発表者名
      Akio Miyamoto
    • 学会等名
      51st Annual Meeting of Society for the Study of Reproduction
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sperm induce a pro-inflammatory response in bovine uterine epithelial cells via TLR2/4 signaling pathway in vitro.2018

    • 著者名/発表者名
      Mohamed Marey
    • 学会等名
      第111回 日本繁殖生物学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Sperm enter bovine uterine glands ex-vivo and initiate a pro-inflammatory response.2018

    • 著者名/発表者名
      Ihshan Akthar
    • 学会等名
      第111回 日本繁殖生物学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2021-02-19  

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