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広島大学 大学院生物圏科学研究科/生物生産学部

TEL. 082-424-7958/7993

〒739-8528 広島県東広島市鏡山1-4-4

研究内容RESEARCH

「研究人」 ・・・磯部教授が研究科のHPで紹介されました。
研究業績 ・・・学術論文や学会発表の紹介です。


 乳房の免疫機能に関する研究(磯部、津上) 


牛の乳房炎によって酪農家が被る損害は甚大である。一旦乳房炎に罹患してしまうと、治療が困難で、慢性化することが多い。そこで、早期診断・早期治療が強く望まれている。
 乳房では細菌に対する防御として抗菌性のペプチドや蛋白を生産している。これらは自然免疫因子として知られ、感染の極めて初期に発現するものであり、幅広い細菌種に対して効果を表す。 抗菌ペプチドとしてbeta-defensin のひとつでわる Lingual antimicrobial peptide (LAP) 、S100A7, cathelicidin-2,7などに焦点を当て、乳房における役割を追及している。また、これらとその他の自然免疫因子であるlactoperoxidase(LPO)やlactoferrin(LF)などの因子および獲得免疫との相互関係についても調べている。最終的に、乳房における自然免疫機能の役割を解明し、それを応用して乳房炎を予防・治療することを目指している。

  • 牛乳中抗菌性ペプチドの発現機構及び働きの解明
  • defensinやラクトフェリンは乳腺胞で、S100A8やカテリシジンは白血球、S100A7は、乳頭周辺の皮膚や内側上皮で産生され、乳中に分泌されていることを示した。 乳房にlipopolysaccharide(LPS:グラム陰性細菌成分)を投与するとこれらの自然免疫因子の乳中濃度が増加することおよびこれらが補助的に機能している可能性を示した。ステロイドホルモンであるエストロゲンを投与したり、3日間搾乳を停止したり(ショート乾乳)すると、これらの自然免疫因子の乳中濃度が増加することを示した。


  • 乳房炎と他臓器との関係
  • 乳房炎になると、分娩が早まることを示した。また、子宮内膜炎になると感染細菌の成分が血液にのって乳房へ移動して炎症を起こす可能性を示した。この種の乳房炎は免疫能力が低下している場合、起きやすくなるようだ。

  • 乳房炎乳の保存について
  • 乳房炎の乳汁を細菌検査に出しても、菌が生えずに同定ができないことがよくあるが、この原因を調べた結果、乳汁保存中に生菌数が減少していることがわかった。この減少には乳中の白血球、特に好中球の貪食が関与しているようだ。炎症を起こしているので、体細胞数が多くなっており、これはほとんどが好中球であるので、これらが生菌を貪食していたと思われる。この好中球の貪食を抑制する方法を開発し、特許出願中である。この方法を利用した乳汁採取用のチューブを販売中である(連絡先 TEL:082-424-7993, mail: niso@hiroshima-u.ac.jp)。>

  • 乳腺上皮細胞における乳成分及び抗菌因子の産生機構の解明
  • defensinやカゼインなどの乳タンパク質や乳糖、乳脂肪を産生する乳腺上皮細胞が、どのような刺激を受け、どのように各乳成分を合成・分泌しているのかを培養モデルを用いて調べています。


     
     鳥類の消化管および生殖器官の粘膜感染防御機能に関する研究(新居)










    これまでに以下のような研究を行ってきて、多くの新たな知見を得てきた。


    鳥類の生殖器における免疫機能とその内分泌的調節(吉村)

     家禽の生殖器の免疫機能は生体の感染を防御したり、卵の細菌汚染を抑制するために重要である。また、免疫機能は、卵巣では卵子形成や卵胞発育、ホルモン産生などにも影響し、卵管では精子の生存性にも影響する。一方、卵巣と卵管の発達や機能は内分泌的調節を受けるので、これらの器官の免疫機能もホルモンによる規制を受けるものと推定される。
     抗生物質に対する耐性菌の出現などの問題から、自然免疫系に重要な抗菌ペプチドが重要視されてきている。今まで明らかにしたのは以下の通りである。
    1.抗菌ペプチドの一種であるAvian beta-defensin(AvbD)がニワトリ生殖器および粘膜組織において発現しており、加齢や菌の存在によってその発現が変化することを示した。
    2. 卵殻膜にAvbDが分布していることを明らかにした。
    3.TGF-bが精子生存性に関与していることを示した。
    4.主要組織適合抗原複合体を発現する抗原提示細胞、マクロファージ、TおよびBリンパ球、免疫グロブリン含有・産生細胞といった主要な免疫担当細胞が生殖器内に局在することを明らかにした。
    5.これらの細胞が性成熟に伴って増加することや、この増加にエストロジェンが関与することを示した。
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    鳥類卵管におけるグレリンの機能解析

     グレリンは成長ホルモン(GH)分泌促進活性を有する合成化合物(GH放出促進因子:GHS)の内因性リガンドであり、GH分泌促進作用に加え、採食更新などを利用した体重増加、消化管機能調節などの生体内の代謝調節に重要な生理機能を有している。ニワトリでは腺胃や視床下部組織でグレリンの発現が報告されている。鳥類では卵管の発達とともに体重増加が認められることから、卵管における代謝調節因子の存在が推察される。また、卵管発達は性ステロイドホルモンの影響を多大に受けることから性ステロイドホルモンが卵管―代謝調節機構に関与している可能性が考えられる。
    ニワトリ卵管においてグレリンが発現し、卵が通過する前の方が後に比べて発現が高かった。


    内分泌攪乱化学物質(環境ホルモン)と鳥類の成長・生殖・免疫

    鳥類の卵胞発育・閉鎖機構の解明

     性腺刺激ホルモンが、細胞内第二次メッセンジャーとしてのサイクリックAMPを介して、卵胞の顆粒層細胞を増殖させること、また卵胞内の卵子に由来する因子が顆粒層細胞の増殖を促進する可能性があることなどを明らかにしている。
     卵胞の閉鎖がおこる理由の1つとして、卵胞内の卵子の死が閉鎖を誘導する可能性があることも見出している。さらに、閉鎖過程の卵胞における細胞死としてアポトーシスが含まれることも認めている。

    強制換羽によるニワトリの産卵機能の改善

     卵管でアポトーシスとネクローシスにより分泌腺の細胞が一度消失し、再度卵管が発達する過程で新しく増殖した細胞によって分泌腺が再構築されることを見出している。この組織新生とも言える過程の後、卵殻を形成するために必要なカルシウム結合蛋白が増加するなど、卵管の機能が改善されることも明らかにしている。一方,換羽の期間中に、卵管で免疫担当細胞の分布が減少するので、この期間中に感染を防ぐための注意深いニワトリの管理が必要であることも合わせて指摘している。
     さらに、内分泌系の高位中枢である下垂体において、換羽中にアポトーシスと細胞増殖が頻度を高めることを認めており、この器官の組織再構築が起こって機能が改善される可能性を考えている。

    卵巣における性ステロイドレセプターの存在

     卵胞の細胞にプロジェステロン、アンドロジェンならびにエストロジェンのレセプターが局在することを見出している。さらに、卵胞が小卵胞から排卵前卵胞に発育する過程で、エストロジェンのレセプターは減少し、プロジェステロンのレセプターは増加することも明らかにしている。これらのことは卵巣が性ステロイドの標的器官であることを示す新しい知見である。性ステロイドの卵巣での生理的役割の1つとして、プロジェステロンやエストロジェンが卵胞の閉鎖を抑制することも明らかにしている。
     
    ウシ嚢腫卵胞の発達に関する研究

     ウシにおいて卵胞嚢腫は代表的な繁殖障害であり、これによる経済的損失は多大である。 一般的な排卵機序は以下のように考えられている。下垂体前葉から卵胞刺激ホルモン(FSH)が放出され、卵巣の卵胞を成長(増大)させる。すると、卵胞からエストラジオールが分泌され、下垂体を刺激しさらにFSHが分泌される。エストラジオールが閾値に達すると下垂体前葉から黄体形成ホルモン(LH)のサージが放出され、排卵が起きる。しかし、何らかの影響で卵胞で合成されるエストラジオールの量が不十分であったり、下垂体でのエストラジオールに対する感受性が完全でなかった場合、LHのサージが起きない。すると、FSHによって卵胞が大きくなり続けるが、排卵しないため異常に大きな卵胞が形成される。卵胞の直径が2cm以上になると卵胞嚢腫と呼ばれるのである。卵胞嚢腫が形成されても、他の卵胞が正常に排卵することもある(良性嚢腫)。普通は排卵が起きずに繰り返し卵胞嚢腫の出現・退縮が繰り返される。排卵が起きないので当然受胎せず不妊に陥る。したがって、繰り返して卵胞嚢腫が形成される場合は早期の治療が望ましいがそのためにはその発達機構を解明する必要がある。

    動物血漿中および糞中のステロイドホルモン測定法の検討 

     以下の測定系を確立した。
    動物の血漿中ホルモン(プロジェステロン、エストラジオール、エストロンサルフェート、コルチゾール、テストステロン)濃度の簡易測定法の確立
    動物の糞中のホルモン(プロジェステロン、プロジェステロン代謝物=プレグナノロン、エストロンサルフェート)濃度測定法の確立



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    家畜生体機構学研究室

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