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2019 年度 実績報告書

ウシにおける精子と初期胚に対する免疫寛容:受胎に向けた免疫細胞機能へのインパクト

研究課題

研究課題/領域番号 17F17407
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)

研究分担者 MAREY MOHAMED  帯広畜産大学, 畜産学部, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2017-11-10 – 2020-03-31
キーワードウシ / 子宮 / 卵管 / 精子 / 初期胚 / 免疫細胞 / 受胎性
研究実績の概要

本研究プロジェクトの大命題は、「高泌乳牛の受胎性の向上」である。ウシの2大繁殖技術である人工授精(AI)と受精卵移植(ET)に関わる子宮・卵管の精子と受精卵の「受入れと排除」を制御する母体免疫システムを解明することで、AIとET技術を改善する技術開発の展望を得ることを目的とした。以下の4つの視点で段階的に進めた。
1. 体外培養モデル(精子の作用):子宮内へのAIを想定して精子を子宮上皮細胞培養系で共培養すると、子宮上皮はTLR2/4を介して精子を認識してTh1型反応(炎症型)を起こすことが明らかとなった。また、卵管環境は好中球の精子への貪食は抑制するが、大腸菌や異物への貪食は抑制しないことがわかった。
2. 体外培養モデル(初期胚の作用):体外受精由来の初期胚を卵管と子宮の上皮細胞培養系で共培養して発生させた。共培養上清はPBMCのTh2型反応(寛容型)を誘導した。
3. 体内の子宮分泌モデル: D7にカテーテルを用いて超低濃度のIFNT (100pg/mL)を子宮に入れ、24 h後に回収した。回収液をプロテオーム解析したところ、自然免疫関連タンパク群とエクソゾーム(miRNA含む)が大きく増加していた。
4. 人工授精直後の子宮内の精子と免疫細胞動態: D0の子宮内にAIして、直後から子宮内ミニ灌流で精子と好中球の出現動態をリアルタイムで観察した。1h後に多くの精子は排卵側の子宮角を既に通過しており、この時、好中球は出現していなかった。一方、6h後精子は少数であり、好中球が劇的に増えていた。10h後この炎症反応は既に収拾していた。以上の一連の実験モデルと卵管・子宮の免疫応答のコア部分の解明は、それらを活用したウシ受胎性の向上に向けた技術開発への基盤となる。

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

    (5件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Bovine oviduct epithelial cells suppress the phagocytic activity of neutrophils towards sperm2020

    • 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
    • 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 the2020

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

    • 著者名/発表者名
      4) 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] 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

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公開日: 2021-01-27  

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