| 研究課題/領域番号 |
22K05967
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分42010:動物生産科学関連
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
大久保 武 茨城大学, 農学部, 教授 (70233070)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 摂食 / 視床下部 / レプチン / NPW / ニワトリ / 下垂体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ニワトリでは系統によって摂食特性が異なっているが、その制御機構は不明な点が多い。また哺乳類では母親の栄養状況や摂食制御因子が摂食回路形成に影響するが、卵生のニワトリの摂食回路の形成と卵内栄養素や摂食因子との関連は明らかではない。本研究では、ニワトリの摂食制御を支配する視床下部‐下垂体系の発達と摂食因子・系統の関係、及び卵内栄養素等の改変が孵化後のニワトリの生育・生殖に与える影響を明らかにする。これにより商用鶏の摂食・成長・生殖の中枢制御に係る遺伝特性を解明して家禽生産への応用の可能性を探る。
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| 研究実績の概要 |
昨年度の研究により、卵内レプチン投与に対する視床下部の摂食関連因子の発現応答性が卵用鶏と肉用鶏で一部異なることを見出した。このことを踏まえ、胚の発育、孵化率などを含めてより詳細な影響を確認した。その結果、卵内レプチン投与は孵化率には影響を与えなかったが、肉用鶏では採卵鶏と比較して、孵化までの時間がやや遅延する傾向が認められた。一方卵用鶏では、卵内レプチン投与により18日胚と20胚で体重の有意な減少が認められた。このことから孵卵開始後早期の卵内レプチン投与は、肉用鶏と卵用鶏の双方において胚の成長に影響を与えるが、その効果は系統により異なることが明らかとなった。
また本年度の研究により、受精卵からの卵白一部除去が、肉用鶏及び卵用鶏の摂食制御遺伝子のうち、特に摂食亢進に作用する因子の遺伝子発現を増加させることを見出した。また卵用鶏では、摂食抑制に作用するα-メラノサイト刺激ホルモン（α-MSH）の前駆体であるプロオピオメラノコルチンmRNAの発現が卵白一部除去によって低下した。さらに卵用鶏では、卵白一部除去が視床下部のレプチン受容体、神経ペプチドＷ（NPW）及びNPW受容体のmRNA発現を変化させたが、肉用鶏ではそれら遺伝子の発現に変化は認められなかった。このことから、肉用鶏と卵用鶏では胚時期の摂食制御遺伝子の発現制御が異なることが示唆された。一方肉用鶏では、卵白除去により発生停止が起こる頻度が高い傾向が認められた。肉用鶏では卵用鶏と比較して孵化時体重が重いことから、卵白除去によるタンパク質量の減少が胚の発育に負の影響をもたらすと考えられた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
前年度に引き続き、発生後期のニワトリ視床下部における摂食制御遺伝子の発現動態、胚の生育に対する卵内レプチン投与の影響を解析するとともに、前年度は技術的な問題により未達であった卵白除去の影響を検討した。レプチン投与実験では、前年度と同様の再現性のある結果が得られた、また卵用鶏においては胚の発育を遅延させる可能性を新たに見出した。また卵白除去では系統を問わず、卵白除去が視床下部の摂食促進遺伝子の発現が増加させること、卵用鶏では卵白除去による複数の摂食関連遺伝子発現に影響を与えることを見出した。これらの成果は、異なる生産上の特性を持つ肉用鶏と卵用鶏では摂食制御に係る神経回路形成が異なるという仮説を一定程度支持するものである。また今年度の研究では、卵白除去が両系統の摂食促進遺伝子の発現を増加させることを認めている。哺乳類では妊娠中の母親の低栄養は胎児の視床下部における摂食促進遺伝子の発現を増加させ、そうして生まれた子は将来の肥満リスクが高いことが知られている。従って、鳥類でも卵内栄養素の変化が将来にわたり影響する可能性を示す新たな知見である。
そして現在は、これまでに明らかにした各系統における摂食制御遺伝子の発現動態とその差異の結果に基づき、in situハイブリダイゼーションによりニワトリ胚の摂食制御機構の発達に係る遺伝子発現の脳内マッピングに着手している。
しかしながら、当初予定していたNPWの卵内投与が実施できなかったため、レプチンとNPWの相互作用に関する検討を終えられなかったことが最終年度の課題である。
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| 今後の研究の推進方策 |
発生後期の視床下部における、レプチンを始めとする摂食制御遺伝子のmRNA発現とNPWとの関係を明らかにするためにNPWの卵内投与による摂食制御遺伝子ｍｐ発現について詳細に検討する。また、卵用鶏と肉養鶏の胚を用い、視床下部の摂食制御遺伝子発現の局在と胚発達における変動をin situハイブリダイゼーションにより明らかにすることで、両系統間の摂食制御機構の差異ついて明らかにする。これらの研究成果を総括し、ニワトリ胚の摂食制御系を含む視床下部の発達へのレプチン及びNPWの関与とその後の成長などへの影響について考察する。
また、これまでの研究で認めた卵用鶏と肉用鶏の間での摂食関連遺伝子の発現パターンの差の原因を追究するために、発現に差が認められた摂食制遺伝子の転写制御領域の構造及びエピジェネティックな変化について解析する。
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