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乳牛の酸化ストレスは、生産性の低下や周産期疾病の要因となるだけでなく、乳質、特に酸化臭を引き起こす原因となり、酪農産業における大きな問題となっている。我々は、乳牛用配合飼料にトレハロースを添加することがこの問題解決に現場レベルにおいても有効であること実証してきた。本研究では、なぜトレハロースが抗酸化活性を持つのかを明らかにする目的で、本年度は、メタボローム解析と細胞培養解析より、トレハロースの抗酸化活性を誘導する機構を明らかにした。
①トレハロース給与牛の生産する抗酸化ミルクの抗酸化本体に関する研究：前年度の結果から、抗酸化活性改善の本体は、10kDa以上の蛋白である可能性が示唆された。このタンパク質を同定するために、二次元電気泳動やSDS=PAGE、Western blot等を行い、乳中のタンパク質の一つであるトランスフェリンが抗酸化乳の本体である可能性を示すことができた。
②トレハロース給与牛の血清には4種の特異的な中間代謝産物が見いだされた：トレハロース給与牛の血清をLC-MS/MSでメタボローム解析を行ったところ、対照牛の血清に比べ、トレハロース給与牛の血清で、約4種の中間代謝産物の特異的増加が認められた。その物質を乳腺細胞に添加して培養したところ、乳腺細胞のラクトフェリン遺伝子発現が上昇した。なかでも、ピぺコリン酸は、ルーメンプロトゾアが生産する物質であり、トレハロースとともに培養したところ、その生産量が増加した。
よって、トレハロース→ルーメン微生物→乳腺細胞の経路による新たな抗酸化発現メカニズムの一つが提示できた。
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