子宮内における新規インターフェロン誘導性因子の同定と機能解析

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20K15644
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 唄 花子 北海道大学, 農学研究院, 助教 (60775443)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: ウシ / 子宮 / インターフェロン誘導性遺伝子

研究実績の概要

本申請課題研究では、妊娠率の向上に向けて、受精卵（胚）と母体子宮の相互作用を明らかにするための基礎知見を得ることを目的とした。哺乳動物の妊娠成立に必要な共通項として、インターフェロン誘導性遺伝子（ISGs）に着目し、その機能解析を行うこととし、① 子宮細胞におけるISGの機能 ②妊娠認識物質 インターフェロン・タウ（IFNT）による子宮内免疫細胞への作用 ③ 免疫細胞と子宮細胞の相互作用 を検証することとした。本年度は、昨年度に引き続き①で挙げた、子宮細胞におけるISGsの機能解析に取り組んだ。②妊娠認識物質 インターフェロン・タウ（IFNT）による子宮内免疫細胞への作用 ③ 免疫細胞と子宮細胞の相互作用については、行っていないが、①での結果をもとに遂行した結果である。
これまでに、ヒトや主要家畜であるウシを含む哺乳動物の着床期の子宮内膜細胞において、ISGsの発現が誘導されることは知られていたが、単にインターフェロン感作のマーカーとして用いられているにとどまり、発現解析も、ほとんどが遺伝子レベルでの解析にとどまっていた。本研究では、ウシの子宮内膜細胞と、妊娠認識物質であるIFNTを用いて感作実験を行い、タンパク質レベルで子宮内膜細胞に発現誘導されるISGsを明らかにした。この中には既知のISGsに加えて、新規ISGs候補も含まれていた。新規ISGsの子宮組織における発現を調べたほか、強制発現および組換えタンパク質の添加実験を行い、増殖性への影響および遺伝子発現変化について検証した。
本年度の研究では、当初からの変更はあったものの、概ね順調に進めることができた。当初予定していた免疫細胞での解析は十分に進められなかったが、予定していなかった血管内皮細胞や各種生殖系列関連細胞を用いた検証に着手することができた。現在解析中のISGs候補について今後も検証を続けていく予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Effects of dietary vitamin K3 supplementation on vitamin K1 and K2 (menaquinone) dynamics in dairy cows (2022)
  • 著者名/発表者名: Bai Hanako, Arai Hikoji, Ikuta Kentarou, Ishikawa Sho, Ohtani Yoshihisa, Iwashita Kunihiro, Okada Nao, Shirakawa Hitoshi, Komai Michio, Terada Fuminori, Obara Yoshiaki
  • 雑誌名: Animal Science Journal 巻: 93 ページ: e13680.
  • DOI: 10.1111/asj.13680
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of E-64 Supplementation during In Vitro Maturation on the Developmental Competence of Bovine OPU-Derived Oocytes (2022)
  • 著者名/発表者名: Balboula Ahmed Z, Aboelenain Mansour, Sakatani Miki, Yamanaka Ken-Ichi, Bai Hanako, Shirozu Takahiro, Kawahara Manabu, Hegab Abd Elraouf O, Zaabel Samy M, Takahashi Masashi
  • 雑誌名: Genes 巻: 13 ページ: 324～324
  • DOI: 10.3390/genes13020324
  • 査読あり
• [雑誌論文] Requirement for expression of WW domain containing transcription regulator 1 in bovine trophectoderm development (2021)
  • 著者名/発表者名: Saito Shun, Yamamura Shota, Kohri Nanami, Bai Hanako, Takahashi Masashi, Kawahara Manabu
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 555 ページ: 140～146
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2021.03.112
  • 査読あり
• [雑誌論文] Loop-mediated isothermal amplification (LAMP) and machine learning application for early pregnancy detection using bovine vaginal mucosal membrane (2021)
  • 著者名/発表者名: Kunii Hiroki, Kubo Tomoaki, Asaoka Natsuki, Balboula Ahmed Z, Hamaguchi Yu, Shimasaki Tomoya, Bai Hanako, Kawahara Manabu, Kobayashi Hisato, Ogawa Hidehiko, Takahashi Masashi
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 569 ページ: 179～186
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2021.07.015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heat stress induces oxidative stress and activates the KEAP1-NFE2L2-ARE pathway in bovine endometrial epithelial cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Murata Hirona, Kunii Hiroki ,Kusama Kazuya, Sakurai Toshihiro, Bai Hanako、Kawahara Manabu、Takahashi Masashi
  • 雑誌名: Biology of Reproduction 巻: 105 ページ: 1114～1125
  • DOI: 10.1093/biolre/ioab143
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mitochondrial maturation in the trophectoderm and inner cell mass regions of bovine blastocysts (2021)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Yoshihiro, Saito Shun, Bai Hanako, Takahashi Masashi, Kawahara Manabu
  • 雑誌名: Theriogenology 巻: 175 ページ: 69～76
  • DOI: 10.1016/j.theriogenology.2021.08.038
  • 査読あり
• [雑誌論文] The use of a two-step removal protocol and optimized culture conditions improve development and quality of zona free mouse embryos (2021)
  • 著者名/発表者名: Fan Weihong, Homma Misato, Xu Renliang, Kunii Hiroki, Bai Hanako, Kawahara Manabu, Kawaguchi Toshikazu, Takahashi Masashi
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 577 ページ: 116～123
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2021.09.013
  • 査読あり
• [雑誌論文] A standardized extract of Asparagus officinalis stem improves HSP70-mediated redox balance and cell functions in bovine cumulus-granulosa cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Ho Khoi Thieu, Homma Kohei, Takanari Jun, Bai Hanako, Kawahara Manabu, Nguyen Khang Thi Kim, Takahashi Masashi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 ページ: 18175.
  • DOI: 10.1038/s41598-021-97632-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deciphering two rounds of cell lineage segregations during bovine preimplantation development (2021)
  • 著者名/発表者名: Akizawa Hiroki, Saito Shun, Kohri Nanami, Furukawa Eri, Hayashi Yoshihiro, Bai Hanako, Nagano Masashi, Yanagawa Yojiro, Tsukahara Hayato, Takahashi Masashi, Kagawa Shinjiro, Kawahara‐Miki Ryouka, Kobayashi Hisato、Kono Tomohiro、Kawahara Manabu
  • 雑誌名: The FASEB Journal 巻: 35 ページ: e21904.
  • DOI: 10.1096/fj.202002762RR
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cell-cycle dependent GATA2 subcellular localization in mouse 2-cell embryos (2021)
  • 著者名/発表者名: Komatsu Masaya, Tsukahara Hayato, Bai Hanako, Takahashi Masashi, Wakai Takuya, Kawahara Manabu
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 584 ページ: 1～6
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2021.10.077
  • 査読あり
• [学会発表] ホルスタイン種初産牛の人工授精受胎率に及ぼす環境要因の解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 宇喜多 遥、山崎 武志、山口 諭、阿部 隼人、馬場 俊見、唄 花子、高橋 昌志、川原 学
  • 学会等名: 第129回日本畜産学会
• [学会発表] 第二胃内留置型自動体温測定器で測定したホルスタイン種経産牛の分娩前1週間の体温変化と分娩時間帯の関係 (2021)
  • 著者名/発表者名: 古川 瑛理、高橋 昌志、松崎 明、唄 花子、永野 昌志、片桐 成二、栁川 洋二郎
  • 学会等名: 第129回日本畜産学会
• [学会発表] Effect of two-step combined zona pellucida removal on developmental competence of mouse embryos (2021)
  • 著者名/発表者名: Weihong Fan, Hanako Bai, Manabu Kawahara, Masashi Takahashi
  • 学会等名: 第129回日本畜産学会
• [学会発表] Effect of EAS on post freezing viability of heat stressed bovine cumulus granulosa cells in relation with redox balance (2021)
  • 著者名/発表者名: Khoi Thieu Ho, Kohei Homma, Jun Takanari, Hanako Bai, Manabu Kawahara, Kim Khang Nguyen Thi , Masashi Takahashi
  • 学会等名: 第129回日本畜産学会
• [学会発表] ウシ子宮内膜上皮細胞における暑熱負荷培養時の酸化ストレス応答経路の検証 (2021)
  • 著者名/発表者名: 唄 花子，國井 宏樹，川原 学，高橋 昌志
  • 学会等名: 第114回日本繁殖生物学会
• [学会発表] Effect of EAS on P4 production pathway of bovine CG cells in relation with HSP70 (2021)
  • 著者名/発表者名: Khoi Thieu Ho, Kohei Homma, Jun Takanari, Hanako Bai, Manabu Kawahara, Kim Khang Nguyen Thi, Masashi Takahashi
  • 学会等名: 第114回日本繁殖生物学会
• [学会発表] 腟底部発現変動遺伝子を用いたRT-LAMP法および機械学習によるウシ簡易迅速妊娠判定モデルの検討 (2021)
  • 著者名/発表者名: 國井 宏樹，窪 友瑛，浅岡 那月，嶋崎 知哉, 唄 花子，川原 学，高橋 昌志
  • 学会等名: 第114回日本繁殖生物学会