| 研究課題/領域番号 |
23K27054
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| 補助金の研究課題番号 |
23H02361 (2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2023) |
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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 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
村井 篤嗣 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (10313975)
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| 研究分担者 |
水島 秀成 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (20515382)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円)
2025年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2024年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2023年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
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| キーワード | 畜産学 / 生理学 / 栄養学 / ニワトリ / 免疫 / 抗体 / マクロファージ / ゲノム編集 / 栄養生理学 / ウズラ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
血中の免疫グロブリン（IgY）の代謝寿命は極めて長く、病原体の持続的排除を可能にするが、鳥類ではこの延命化の機構は全く明らかでない。本研究では、IgYとの結合能を持つユニークなホスホリパーゼA2受容体（=PLA2R）が血中のIgYを延命化する機構を明らかにし、その機能を利用して家禽のIgYレベルの増強を目指す。ニワトリやウズラを用いて、貪食細胞のマクロファージがIgYの延命化に寄与しているのか、そして、ゲノム編集によりPLA2Rを欠損するウズラ個体を作出して、血中IgYの延命化機構を明らかにするとともに、PLA2Rが免疫機能の増強に働くことを証明する。
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| 研究実績の概要 |
・鳥類のマクロファージは、その細胞内に発現するPLA2Rが細胞外から取り込んだIgY抗体と結合することで、細胞内のIgYを分解から保護し、再びIgYを細胞表面まで運搬して、細胞外にIgYを再放出するリサイクリングを行っているとの仮説を立てた。
・ニワトリヒナの腹腔にチオグリコレートを投与することで腹腔に浸出したマクロファージを回収し、そのマクロファージにIgYを暴露することで、IgYのリサイクリング現象を証明しようとした。しかし、培養できるマクロファージ数に限りがあり、定量的にIgYのリサイクリング量を測定することが困難だと判断した。
・ニワトリマクロファージの株化細胞であるHD11細胞を解析対象とした。このHD11細胞でもPLA2Rが発現していることを遺伝子レベルとタンパク質レベルで確認した。
・HD11細胞を培養し、その培養液にIgYを添加し、IgYの細胞内への取り込み量とIgYの再放出量を測定した。その結果、HD11細胞は2時間のIgYとの共培養でELISAでの検出に十分なレベルのIgYを取り込み、その後、新鮮な培地に切り替えてさらに2時間培養すると、その培地に細胞内に取り込まれたIgYが再放出されてくることを確認した。
・PLA2R欠損ウズラを作出するために、ウズラの受精卵にガイドRNAを発現するベクターを導入し、ゲノム編集が生じた個体をスクリーニングした。その結果、発生したウズラの中にPLA2R遺伝子の途中でゲノムDNAが切断されて遺伝子編集が生じた個体を確認した。しかし、その後これらのウズラを交配して次世代のウズラでその遺伝子欠損が伝播するのかを調査しているが、現時点では確認できていない。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
2: おおむね順調に進展している
理由
マクロファージが血中IgY抗体濃度の延命化に重要な役割を果たしていると仮定し、その検証作業を進めてきた。ニワトリの腹腔マクロファージを単離し、培養することには成功したものの、取り込まれたIgYの再放出を確認する実験系を樹立することが困難であった。そこで、使用する細胞をニワトリマクロファージ細胞株に変更した。その結果、この細胞株がPLA2Rを発現していること、そして細胞に取り込んだIgYを再放出するリサイクリングを行っていることを実験的に証明することができた。一方で、PLA2R欠損ウズラの作出は個体レベルの作出に取り組んでいるものの、目的の個体を得るにはいたっていない。第１世代の生殖細胞で当遺伝子を欠損するものが存在することは確認できており、今後続けてスクリーニングを継続する予定である。現在までに本研究課題はおおむね順調に進展していると考える。
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| 今後の研究の推進方策 |
ニワトリのマクロファージ細胞株であるHD11細胞でIgYのリサイクリング現象を確認できたころから、引き続き、この現象にPLA2Rがどのように関わっているかを調査する。HD11細胞のPLA2Rを更に増強させた時に、IgYのリサイクリングも活性化されるのか、薬理学的手法によって、PLA2RとIgYの結合を阻害した時には、リサイクリング量が変動するのか、更には、PLA2Rの発現を強制的に減少させる実験系での検証も行う。そして、鳥類のマクロファージがPLA2Rを介して血液中のIgY濃度を安定化させていることを証明する。PLA2Rの欠損ウズラの作出は第２世代のスクリーニングを更に進め、PLA2Rの欠損が生殖細胞に伝播された個体を選抜する。
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