高泌乳牛の肝機能障害が炎症性子宮疾患の病態とエンドトキシン代謝に及ぼす影響の解明

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19K21166
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 真方 文絵 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (50635208)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 炎症性子宮疾患 / リポポリサッカライド / 肝機能障害 / ケトン体 / 遊離脂肪酸 / リポポリサッカライド結合タンパク / 卵母細胞 / 顆粒層細胞

研究実績の概要

炎症性子宮疾患に罹患した乳牛では，感染細菌が産生する毒素であるリポポリサッカライド (LPS) が卵巣内の卵胞に移行し，卵巣機能障害を引き起こすことが示唆されている。本研究では，LPS代謝の主たる器官である肝臓に着目し，肝機能障害が炎症性子宮疾患の病態とLPS代謝におよぼす影響を明らかにすることを目的とした。2021年度は，卵巣機能におよぼす肝機能障害とLPSとの相互作用について以下の成果を得た。
1)乳牛において，肝機能障害により誘起された卵胞内の微小環境の変化が卵胞におけるステロイドホルモン産生におよぼす影響を検証した。肝臓で合成され，LPSによる炎症反応の調節に関わるLPS結合タンパクの濃度が高い卵胞では，卵胞液中のエストラジオール濃度および顆粒層細胞におけるエストラジオール合成酵素の遺伝子発現が高かった。一方で，遊離脂肪酸およびケトン体の濃度が高い卵胞では，卵胞におけるエストラジオール産生が低下していた。
2)卵胞液中のLPSおよび遊離脂肪酸濃度が高い卵巣において，共存する小卵胞から採取した卵母細胞を体外受精に供したところ，胚盤胞期胚への発生率が低下した。
LPS結合タンパク，遊離脂肪酸，およびケトン体はい肝機能障害の乳牛において卵胞液中濃度が高かったものの，卵胞および卵母細胞におよぼす作用が異なることが明らかになった。乳牛の肝機能障害による卵胞内微小環境の変化は卵胞のステロイドホルモン産生および卵母細胞の胚発生能に関与し，受胎性に影響をおよぼす可能性が示唆された。本研究において得られた成果より，肝機能の低下が炎症性子宮疾患により引き起こされる卵巣機能障害を重篤化させる可能性が明らかとなり，ウシの受胎率向上のための新たな治療法の開発に貢献することが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Congenital syringohydromyelia in a crossbred (Holstein-Friesian × Japanese Black) beef calf (2022)
  • 著者名/発表者名: ISHIYAMA Dai、YAMAMOTO Kie、KIKUCHI Masato、MAGATA Fumie、TAKAHASHI Kei、CHAMBERS James K.、UCHIDA Kazuyuki、FUJIWARA Reina、MOCHIZUKI Manabu、INOKUMA Hisashi
  • 雑誌名: Journal of Veterinary Medical Science 巻: 84 ページ: 31～35
  • DOI: 10.1292/jvms.21-0441
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Kiss1-dependent and independent release of luteinizing hormone and testosterone in perinatal male rats (2022)
  • 著者名/発表者名: Chen Jing、Minabe Shiori、Munetomo Arisa、Magata Fumie、Sato Marimo、Nakamura Sho、Hirabayashi Masumi、Ishihara Yasuhiro、Yamazaki Takeshi、Uenoyama Yoshihisa、Tsukamura Hiroko、Matsuda Fuko
  • 雑誌名: Endocrine Journal 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1507/endocrj.EJ21-0620
  • 査読あり
• [雑誌論文] Developmental kinetics and viability of bovine embryos produced in?vitro with sex-sorted semen (2021)
  • 著者名/発表者名: Magata F.、Urakawa M.、Matsuda F.、Oono Y.
  • 雑誌名: Theriogenology 巻: 161 ページ: 243～251
  • DOI: 10.1016/j.theriogenology.2020.12.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estrogen increases KISS1 expression in newly generated immortalized KISS1-expressing cell line derived from goat preoptic area (2021)
  • 著者名/発表者名: OSHIMO Yukina、MUNETOMO Arisa、MAGATA Fumie、SUETOMI Yuta、SONODA Shuhei、TAKEUCHI Yukari、TSUKAMURA Hiroko、OHKURA Satoshi、MATSUDA Fuko
  • 雑誌名: Journal of Reproduction and Development 巻: 67 ページ: 15～23
  • DOI: 10.1262/jrd.2020-053
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Glutathione ethyl ester improved the age-induced decline in the developmental competence of bovine oocytes (2021)
  • 著者名/発表者名: Magata F.、Ideta A.、Matsuda F.、Urakawa M.、Oono Y.
  • 雑誌名: Theriogenology 巻: 167 ページ: 37～43
  • DOI: 10.1016/j.theriogenology.2021.03.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reduction of arcuate kappa-opioid receptor-expressing cells increased luteinizing hormone pulse frequency in female rats (2021)
  • 著者名/発表者名: Dai Mingdao、Nakamura Sho、Takahashi Chudai、Sato Marimo、Munetomo Arisa、Magata Fumie、Uenoyama Yoshihisa、Tsukamura Hiroko、Matsuda Fuko
  • 雑誌名: Endocrine Journal 巻: 68 ページ: 933～941
  • DOI: 10.1507/endocrj.EJ20-0832
  • 査読あり
• [雑誌論文] Morphological Analysis of the Hindbrain Glucose Sensor-Hypothalamic Neural Pathway Activated by Hindbrain Glucoprivation (2021)
  • 著者名/発表者名: Sato Marimo、Minabe Shiori、Sakono Takahiro、Magata Fumie、Nakamura Sho、Watanabe Youki、Inoue Naoko、Uenoyama Yoshihisa、Tsukamura Hiroko、Matsuda Fuko
  • 雑誌名: Endocrinology 巻: 162 ページ: bqab125
  • DOI: 10.1210/endocr/bqab125
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prevention of retained fetal membranes and improvement in subsequent fertility with oxytocin administration in cows with assisted calving (2021)
  • 著者名/発表者名: Magata F.、Sone A.、Watanabe Y.、Deguchi Y.、Aoki T.、Haneda S.、Ishii M.
  • 雑誌名: Theriogenology 巻: 176 ページ: 200～205
  • DOI: 10.1016/j.theriogenology.2021.09.037
  • 査読あり
• [学会発表] 持続可能な畜産に向けたウシ受精卵タイムラプス解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 真方文絵
  • 学会等名: 農学と工学の超越創発イノベーションフォーラム
  • 招待講演
• [学会発表] ウシ初期胞状卵胞由来卵母細胞の発育と成熟におよぼすエンドトキシンの抑制作用 (2021)
  • 著者名/発表者名: 黒木智絵，真方文絵，迫野貴大，松田二子
  • 学会等名: 第164回日本獣医学会学術集会
• [学会発表] 豊かな食卓を守る「ウシ人工繁殖オタク」の挑戦 (2021)
  • 著者名/発表者名: 真方文絵
  • 学会等名: 第114回日本繁殖生物学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] Establishment of an immortalized KISS1-expressing cell line derived from goat preoptic area (2021)
  • 著者名/発表者名: Yukina Oshimo, Arisa Munetomo, Fumie Magata, Yuta Suetomi, Shuhei Sonoda, Yukari Takeuchi, Hiroko Tsukamura, Satoshi Ohkura, Fuko Matsuda
  • 学会等名: 54th SSR Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Evaluation of the function of hindbrain ependymal cells in glucose sensing by analyzing the counterregulatory responses to glucoprivation in female rats with ependymal denudation (2021)
  • 著者名/発表者名: Marimo Sato, Fumie Magata, Hiroko Tsukamura, Fuko Matsuda
  • 学会等名: Neuroscience 2021
  • 国際学会