暑熱環境不適応による初期胚死滅の分子機構解明と熱帯畜産への応用

2005 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16658102
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 金井 幸雄 筑波大学, 大学院・生命環境科学研究科, 教授 (40015871)
• キーワード: 熱帯畜産 / 暑熱ストレス / 酸化ストレス / 初期胚死滅 / 卵胞発育抑制 / 排卵障害

研究概要

熱帯という地域の自然的・社会的諸条件(在地性)を出発点とする新しい畜産学の体系化、すなわち、熱帯畜産の創生を求め、本研究では家畜繁殖学領域からのひとつの試みとして、熱帯畜産の潜在的制約要因である母体の一過性体温上昇(過体温)に起因する種々の繁殖障害を取り上げ、その分子機構を明らかにしようとした。本年度は、研究代表者らが確立した動物実験モデルを用い、暑熱ストレスによる初期胚死滅の誘発および卵胞発育阻害の生理学的機序と分子機構の解明を試みた。その概要は以下のとおりである。
1.暑熱ストレス性初期胚死滅に関わる酸化ストレス介在説の証明
マウス実験モデルによって得られた上記の仮設を証明するため、抗酸化機能を持つメラトニンを暑熱負荷マウスに投与し、その効果を調べた、その結果、メラトニンは暑熱ストレスによる肝臓での過酸化脂質の増加、卵管での活性酸素の生成を抑制し、さらに初期胚死滅を一定度軽減することを明らかにした。
2.暑熱ストレスによる卵胞閉鎖促進の生理的分子機構の解明
ラット実験モデルを用い、過排卵反応に対する暑熱ストレスの影響について解析した。その結果、暑熱ストレスは発育卵胞中の顆粒層細胞におけるLH/FSH受容体の発現を強く抑制すること、また、これにより暑熱ストレス下で発育した卵胞ではアポトーシスが亢進することを明らかにした。(業績2)
3.暑熱ストレスによる排卵抑制の生理的機序解明
シバヤギ実験モデルを用い、上記2と同様の解析を試みた。その結果、シバヤギでも暑熱ストレスは卵胞発育、特にFSHによる選択的卵胞発育の過程を強く抑制すること、また、これにより暑熱ストレス下で選抜された前排卵卵胞は排卵せずに退行することを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Alleviation of maternal hyperthermia-induce early embryonic death by melatonin administration to mice. (2005)
  • 著者名/発表者名: Matsuzuka T, Sakamoto N, Ozawa M, Ushitani A, Hirabayashi, M, Kanai Y.
  • 雑誌名: Journal of Pineal Research 39(3) ページ: 217-223
• [雑誌論文] Heat stress diminishes gonadotropin receptor expression and enhances susceptibility to apoptosis of rat granulose cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, T, Ohshima I, Ozawa M, Takahashi S, Tajima A, Shiota M., Miyazaki, H, Kanai Y.
  • 雑誌名: Reproduction 129(4) ページ: 463-467
• [雑誌論文] Alterations in follicular dynamics and steroidogenic abilities induced by heat stress during follicular recruitment goats (2005)
  • 著者名/発表者名: Ozawa M, Tabayashi D, Latief TA, Shimizu, T, Oshima, I, Kanai Y.
  • 雑誌名: Reproduction 129(5) ページ: 621-630