細菌毒素キャリーオーバー効果の解明によるウシ繁殖性向上へのアプローチ

子宮内膜炎は高泌乳牛に頻発し，臨床的に子宮が治癒しても長期にわたり受胎性が低下する。本研究では，炎症時の即時的な影響に加え，治癒後も継続的に卵巣機能を低下させる残存影響 (＝キャリーオーバー効果) の原因分子として，起因菌の毒素であるリポポリサッカライド (LPS) に着目し，生殖機能を制御する視床下部－下垂体－卵巣軸の「どこに，どのように，いつまで」LPSが作用することでキャリーオーバー効果を引き起こすのかを明確にすることを目的とした。2022年度は視床下部と下垂体におよぼすLPSの作用を検証した。ウシおよびヤギにおいて，キスペプチンニューロンが分布する視床下部の弓状核と視索前野，および下垂体前葉組織におけるLPS受容体遺伝子 (TLR4，CD14，およびMD2) の発現を確認した。また，LPSを皮下投与した雌ラットにおいて，脳脊髄液中のLPS濃度が増加したことから，視床下部および下垂体にLPSが直接作用する可能性を示した。さらに，成熟雌ヤギへの静脈内LPS持続投与によって黄体形成ホルモンのパルス状分泌頻度が低下したことから， 卵胞発育を制御する黄体形成ホルモン分泌をLPSが抑制することを明らかにした。卵胞発育中枢におよぼすLPSの作用について，卵巣除去後にLPSを皮下投与したラットをもちいて精査したところ，血中からLPSが消失したあとも黄体形成ホルモンのパルス状分泌低下が継続したとともに，卵巣の周期的な活動が停止した。一方，視床下部におけるキスペプチン遺伝子発現細胞数およびキスペプチン受容体遺伝子発現量の低下は血中にLPSが存在する急性期のみに認められた。これらの結果は，LPSが卵胞発育中枢に作用することでキャリーオーバー効果を引き起こすとともに，炎症の時期特異的にLPSの作用部位が変化する可能性を示している。

子宮内膜炎は高泌乳牛に頻発し，臨床的に子宮が治癒しても長期にわたり受胎性が低下する。本研究では，炎症時の即時的な影響に加え，治癒後も継続的に卵巣機能を低下させる残存影響 (＝キャリーオーバー効果) の原因分子として，起因菌の毒素であるリポポリサッカライド (LPS) に着目し，生殖機能を制御する視床下部－下垂体－卵巣軸の「どこに，どのように，いつまで」LPSが作用することでキャリーオーバー効果を引き起こすのかを明確にすることを目的とした。2022年度は視床下部と下垂体におよぼすLPSの作用を検証した。ウシおよびヤギにおいて，キスペプチンニューロンが分布する視床下部の弓状核と視索前野，および下垂体前葉組織におけるLPS受容体遺伝子 (TLR4，CD14，およびMD2) の発現を確認した。また，LPSを皮下投与した雌ラットにおいて，脳脊髄液中のLPS濃度が増加したことから，視床下部および下垂体にLPSが直接作用する可能性を示した。さらに，成熟雌ヤギへの静脈内LPS持続投与によって黄体形成ホルモンのパルス状分泌頻度が低下したことから， 卵胞発育を制御する黄体形成ホルモン分泌をLPSが抑制することを明らかにした。卵胞発育中枢におよぼすLPSの作用について，卵巣除去後にLPSを皮下投与したラットをもちいて精査したところ，血中からLPSが消失したあとも黄体形成ホルモンのパルス状分泌低下が継続したとともに，卵巣の周期的な活動が停止した。一方，視床下部におけるキスペプチン遺伝子発現細胞数およびキスペプチン受容体遺伝子発現量の低下は血中にLPSが存在する急性期のみに認められた。これらの結果は，LPSが卵胞発育中枢に作用することでキャリーオーバー効果を引き起こすとともに，炎症の時期特異的にLPSの作用部位が変化する可能性を示している。