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2019 年度 実績報告書

乳牛の妊娠超初期を支える卵管内免疫システム:精子・初期胚と免疫細胞のクロストーク

研究課題

研究課題/領域番号 16H05013
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) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワードウシ / 卵管 / 子宮 / 配偶子 / 免疫応答 / 受胎性 / 免疫細胞
研究実績の概要

本研究は乳牛をモデルとして、受精・初期発生の場である卵管に備わる未知の特殊な局所免疫システムについて詳細に調べ、その阻害要因を明らかにして、乳牛でパイロット試験を行い、免疫寛容の強化を検証して、家畜生産性向上に寄与する目的でおこなう基礎的研究である。令和元年度は特に子宮・卵管の精子センシングについて研究を進めた。実績の要点を列記すると、
1. 卵管と子宮内における精子に対する非自己のセンシングの分子メカニズムについて、そのセンサーであるToll-like receptor 2/4 (TLR2/4)のリガンドである病原体内毒素LPSとペプチドグリカン (PGN)が母体子宮内では検知できないほどの超低濃度ですでに、TLR2/4経路を脱感作して精子を認識できなくなることがわかった。
2. 新鮮な卵管と子宮の組織片を用いた新しいex-vivo系で精子との相互作用をより生理的条件下で検証した。子宮では精子は子宮腺に侵入してTLR2を刺激して炎症性サイトカインTNFA発現を誘導することがわかった。この現象が人工授精直後の子宮内炎症反応で最初に起こる重要な現象の1つであることが伺われた。一方、卵管では精子は上皮細胞に結合して生存性を維持し、その結合にはTLR2が深く関わることを発見した。
3. 平成30年度に得た、7日目受精卵が10個前後存在する子宮灌流液を活用したモデルは効果的であったが、さらにこれをプロテオームとmiRNAの網羅的解析に進めた。得られた情報から特に、エクソゾームとmiRNA、および自然免疫と好中球機能調節因子、の増加が顕著であることが初めてわかった。この事実より、初期の母体免疫の受精卵認識は、好中球が関わる自然免疫とそこから活性化するエクソゾームとmiRNAによって開始することが示唆された。
以上、ウシ卵管と子宮の精子と初期胚に対するセンシングの分子メカニズム検証が進んだ。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2020 2019

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 (6件) (うち国際学会 1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 ページ: -

    • DOI

      10.14670/HH-18-172

    • 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 ページ: 181-192

    • DOI

      10.1530/REP-19-0414

    • 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: -

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.theriogenology.2020.01.071

    • 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 ページ: 835-846

    • DOI

      https://doi.org/10.1002/mrd.23164|

    • 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 sperm-induced 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, MiyamotoA.
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 14(4) ページ: e0214516

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0214516.

    • 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
    • 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
    • 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
  • [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
  • [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
  • [学会発表] Pathogens-derived TLR2/4 ligands disrupt the uterine immune response to bovine sperm in vitro.2019

    • 著者名/発表者名
      Ibrahim Fouad Elesh
    • 学会等名
      第112回 日本繁殖生物学会

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公開日: 2021-01-27  

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