Characterization of thermo-tolerance of chickens that obtain from heat-exposed breeding hens and embryos

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17KK0149
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 喜久里 基 東北大学, 農学研究科, 准教授 (90613042)
• Project Period (FY): 2018 – 2020
• Keywords: 暑熱ストレス / ブロイラー / 酸化ストレス

Outline of Annual Research Achievements

暑熱環境下の肉用鶏の体内では代謝・内分泌・炎症などの様々な変化が複雑に絡み合うことで暑熱ストレス≒骨格筋量の低下が生じる。基課題では暑熱時に生じる上記変化による代謝破綻ネットワークを解明することが目的であるが、本課題では種鶏や種卵へのマイルドな熱感作によって耐暑性が比較的高い個体を作出し、同個体と暑熱ニワトリ・適温ニワトリの代謝応答を詳細に比較することで「暑熱による不利益な反応」および「暑熱に適応するための反応」を区別化することを目的とする。本研究では研究2年目のH31/R1年度では、夏季および秋季に採取した種卵を用いて、暑熱負荷試験を行った。通常温度（約38℃）で孵卵し、その後、適温環境下で飼育し、約3週齢時において33℃の暑熱感作試験を行った。その結果、夏季および秋季に採取した種卵より得たニワトリの飼養成績は生育目標値と遜色ない数値が得られ、両区間における有意な差は認められなかった。一方、暑熱感作にともなう増体量減少は、秋季卵ニワトリに比べ夏季卵ニワトリで抑制される傾向が示され、飼料効率（増体量／摂食量）も夏季卵ニワトリで高い傾向を示した。暑熱感作にともない、秋季卵ニワトリでは骨格筋および血漿中の過酸化物量が増加した一方で、夏季卵ニワトリではこれらの増加は認められなかった。窒素代謝の最終産物であり、強い抗酸化活性を示す尿酸値は、いずれのニワトリにおいても暑熱感作にともない高くなる傾向が認められた。また、肝臓における炎症性サイトカインの発現量は冬季卵ニワトリでは上昇し、夏季卵ニワトリではむしろ低くなった。なお、これらのニワトリは動物実験の時期は異なるものの、温度や飼料などは同一とした。これらの結果より、夏季において、高温にさらされた種鶏より得た種卵は暑熱に対する耐性が比較的高いことが示され、本研究の目的である耐暑性を有するモデルの作出に繋がる可能性が示された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究開始年度（2018年度）では、現地大学で予定していた動物実験ができなかったが、2019年度において、その代用となる実験を行うことができた。暑熱反応（暑熱によって生じた不利益な反応）および暑熱応答（暑熱に適応するために必要な応答）の選別に向けて、免疫（炎症）、酸化ストレス、エネルギー代謝のどれに注視するかでその対象組織サンプルが異なってくるが、そのための選別材料を収集することができた。

Strategy for Future Research Activity

研究最終年度であるR2年度では、種卵の高温感作および種鶏の暑熱感作を同一試験で比較し、まず耐暑性個体の作出を高度に実施する。具体的には、17-19卵齢時（ハッチャーに移動後）において39-41 °Cで感作し、その後、孵化後2週齢以降において33℃暑熱感作を実施し、6区間：通常卵（通常種鶏卵）＋高温卵＋暑熱種鶏卵×通常飼育・暑熱感作での代謝応答を比較する。種鶏および種卵の導入にあたっては、試験場あるいは市販農場より、種付け後の種鶏の入手を引き続き検討する。代謝応答の比較にあたっては、酸化ストレスや炎症、成長などのうちどれの改善をもって、耐暑性とするかが課題である。この点については、基課題研究で明らかにした暑熱時の代謝ネットワーク破綻の観点から考察し、共同研究者（KU Leuven、Johan Buyse教授）との協議も踏まえたうえで、最適サンプルを遺伝子発現データの網羅的解析に供試予定である。