【研究分野】動物生産科学

【研究領域課題番号】16H06206 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

繁殖 / 反芻家畜 / 細胞株 / GnRHニューロン / キスペプチンニューロン / 獣医学 / 畜産学 / 生理学 / 脳・神経 / 細胞・組織 / 応用動物 / 神経科学

【研究成果の概要】

ウシの最も重要な繁殖障害のひとつである卵胞嚢腫の主な原因は、排卵を誘起するGnRH（gonadotropin-releasing hormone）サージ発生中枢の機能不全であるとされるが、特に家畜におけるサージ発生中枢メカニズムはほとんど解明されていない。本研究は、反芻家畜のGnRHサージ発生中枢制御機構を解明することを目的とした。反芻家畜の繁殖中枢機能を細胞レベルで解析できる、ヤギ視床下部由来の細胞株（排卵中枢キスペプチンニューロン細胞株、卵胞発育中枢キスペプチンニューロン細胞株、GnRHニューロン細胞株）の樹立に成功した。

【研究の社会的意義】

本研究で樹立したヤギのキスペプチンニューロン細胞株およびGnRHニューロン細胞株は、家畜で唯一の視床下部由来神経細胞株であり、ウシを含む反芻家畜における繁殖中枢制御メカニズムの解析や、繁殖制御剤の開発に利用できる。その結果、反芻家畜の中枢性繁殖障害の発症機序が解明され、ウシの受胎率向上に資する新たな治療法が開発されると期待できる。

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31

【配分額】23,790千円 (直接経費: 18,300千円、間接経費: 5,490千円)

【研究分野】動物生産科学

【研究領域課題番号】16H02766 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

応用動物 / 獣医学 / 畜産学 / 神経科学 / ストレス / ウシ / 暑熱 / 心拍変動

【研究成果の概要】

本研究では、東南アジア地域で飼育されている乳用牛について、生理学的および遺伝学的解析により暑熱ストレスに強いウシの特徴を見出し、それらのウシが暑熱ストレス耐性を有するメカニズムを解明することを目的とした。カンボジア国内の農場で飼養されている乳用牛を対象として、ホルター型心電計を用いた心拍変動解析法により、心拍変動の周波数成分パラメータを用いて暑熱ストレス耐性を有する個体を選抜できることを明らかにした。また、それらの乳用牛を対象として、次世代シーケンサーを利用したGRAS-Di解析を行い、暑熱ストレス耐性をもたらす候補遺伝子の網羅的多型解析を実施した。

【研究の社会的意義】

本研究において確立した、心拍変動解析による自律神経機能の変化に着目してウシの暑熱ストレス反応を評価する手法は、暑熱環境下にあるウシの暑熱ストレスへの適応度の差違を判別するツールとして活用できる。今後、心拍変動の周波数成分パラメータを用いて暑熱ストレス耐性を有する乳用牛を選抜し、それらのウシを用いて、暑熱ストレス耐性の遺伝的背景や暑熱耐性の分子メカニズムの解明が進めば、世界的に期待されている「乳量が多くかつ暑熱ストレス耐性の高い乳用牛」への改良に資する基盤的知見を得ることが可能になる。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31

【配分額】40,300千円 (直接経費: 31,000千円、間接経費: 9,300千円)

【研究分野】動物生産科学

【研究領域課題番号】15K14842 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

応用動物 / 神経科学 / 獣医学 / 畜産学 / 性腺刺激ホルモン放出ホルモン / ヤギ / エストロジェン / 卵胞嚢腫 / GnRH

【研究成果の概要】

本研究では、エストロジェン受容体（ER）の発現をコンディショナルにノックアウトできる遺伝子改変ヤギの作出に向けた基盤的知見を集積することを目的とし、RACE法によりヤギERをコードする遺伝子（ESR1）のmRNA塩基配列および推定アミノ酸配列の同定を行った。また、去勢オスヤギの視索前野にエストロジェン結晶を微量留置したところ、黄体形成ホルモン（LH）サージ様の濃度上昇が誘起された。このことから、エストロジェンは視索前野に作用してサージ様のLH分泌を誘起することが示唆されたとともに、視索前野への微量投与法を確立することができた。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】統合動物科学

【研究領域課題番号】15H05635 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

警報フェロモン / 安寧フェロモン / 社会的緩衝 / 揮発性分子 / 鋤鼻系 / 主嗅覚系 / 分界条床核 / 扁桃体 / フェロモン / 情動 / 行動学 / 神経科学 / 獣医学 / 応用動物 / 神経学 / 社会的緩衝作用 / 不安 / 安寧

【研究成果の概要】

本研究助成により、ストレスを受けていないラットから放出され、受容個体のストレスを緩和する安寧フェロモンの放出部位を特定し、その候補分子を4つにまで絞り込むことができた。
またこの安寧フェロモンと、これとは逆の作用を持つ警報フェロモンの脳内作用メカニズムに関しても検討した。その結果、安寧フェロモンは前嗅核後部を活性化し、その活性化が外側扁桃体核間細胞塊を介して扁桃体外側核を抑制することで、受容個体のストレスを緩和することが示唆された。一方で警報フェロモンは受容個体の分界条床核を活性化することで、不安行動を引き起こすことが示唆された。

【研究の社会的意義】

本研究の成果は、害獣制御方法としてフェロモン関連物質を利用する新たな方法の提起にもつながると期待される。現代においても飲食店や食料品販売店はほぼ例外なくネズミの被害に遭い続けているが、これらは野生ドブネズミによるものである。野生ドブネズミとラットは同種であることを考えると、ラットの不安を抑制する安寧フェロモン分子を同定することができれば、それを塗布することで野生ドブネズミを捕らえる罠の捕獲効率を高めるような応用的展開の可能性も拓けると考えられる。

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【配分額】24,050千円 (直接経費: 18,500千円、間接経費: 5,550千円)

【研究分野】動物生産科学

【研究領域課題番号】26850168 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ヤギ / 視床下部 / 不死化神経細胞株 / KNDyニューロン / 畜産学 / 応用動物 / 神経科学 / 細胞・組織

【研究成果の概要】

本研究はウシのモデル動物であるシバヤギを用いて、KNDyニューロンによる繁殖中枢制御機構を細胞レベルで解明することを目的とした。KNDyニューロンが分泌する神経ペプチド ダイノルフィンの受容体のヤギ視床下部における局在を明らかにし、家畜における繁殖中枢制御神経回路の解明につながる結果を得た。さらにヤギKNDyニューロン由来の不死化細胞株の樹立に成功した。本研究成果は畜産物・農産物の生産性向上につながると期待される。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2016-03-31

【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)

【研究分野】応用動物科学

【研究領域課題番号】24380154 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

応用動物 / 神経科学 / 獣医学 / 畜産学 / GnRH / ヤギ / キスペプチン / ニューロキニンB

【研究成果の概要】

本研究では、反芻家畜の卵胞発育を制御する視床下部神経機構の解明を目的とした。まず、ヤギニューロキニンB遺伝子（TAC3）のゲノム構造を解析し、TAC3のプロモーター領域を同定した。ニューロキニンBを含有する視床下部弓状核のKNDyニューロン活性をオプトジェネティクス技術により制御できるヤギを作出するため、アデノ随伴ウイルスベクターによる遺伝子導入法とCre-loxPシステムを組み合わせ、KNDyニューロン特異的な光感受性イオンチャネル発現を可能にする技術開発を行った。また、KNDyニューロンがウシ視床下部に存在することを確認し、KNDyニューロンはGnRH分泌を促進的に制御することを示した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2012-04-01 - 2016-03-31

【配分額】18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)

【研究分野】基礎獣医学・基礎畜産学

【研究領域課題番号】23880012 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

畜産学 / 応用動物 / 神経科学 / 細胞・組織

【研究成果の概要】

反芻家畜の繁殖を制御する神経内分泌メカニズムを細胞レベルで解析する目的で、シバヤギ視床下部初代培養細胞を不死化し、神経細胞に由来する細胞株を樹立した。得られた神経細胞株の中から、哺乳類の繁殖機能に重要な神経ペプチドであるキスペプチン遺伝子およびニューロキニン遺伝子を発現する細胞株を複数特定することに成功した。さらにヤギニューロキニン遺伝子の転写調節機構を解析し、5`上流域の転写活性化領域と転写抑制領域を同定した。

【研究種目】研究活動スタート支援

【研究期間】2011 - 2012

【配分額】3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)

【研究分野】応用動物科学

【研究領域課題番号】23658223 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

応用動物 / 神経科学 / 獣医学 / 生理学 / 畜産学 / ヤギ / キスペプチン / 卵胞嚢腫

【研究成果の概要】

本研究では、脳領域特異的なキスペプチン遺伝子（KISS1）改変動物の作出に向けた基盤的知見を集積することを目的とし、ゲノムウォーキング法によりヤギKISS1のゲノム構造を明らかにした。また、高濃度エストロジェン投与により、雌雄ヤギにおいて黄体形成ホルモン（LH）サージが誘起され、このとき視索前野キスペプチンニューロンが活性化することを明らかにした。LHサージ発生機構には雌雄による機能差が存在することから、雄ヤギの高濃度エストロジェン応答性LH分泌反応が雌の卵胞嚢腫モデルとして活用できることが示唆された。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2011 - 2013

【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)