Interferon-tau (IFN-τ:195 aa) is a unique protein secreted only from ruminant and plays a very important role of pregnancy recognition. However, the source of IFN-τ is recombinant IFN-τ using E.coli expression system and it is very difficult to obtain. Therefore basic research and application research for improving pregnancy is highly limited. Besides, use of recombinant IFN-τ for field application is strictly regulated by biosafety and public consensus. Therefore, the purpose of this research is to discover the active site of IFN-τ by using of synthetic peptides as a substitute for recombinant IFN-τ. Eleven peptides (long chain: 27-28 aa, short chain: 7-17 aa) were chemically synthesized from amino acid sequence of IFN-τ. To confirm the agonistic activity of the synthetic peptides, single or mixed peptides were added to cultured bovine endometrium stromal cells to detect gene expression of interferonstimulated genes (ISGs). Recombinant IFN-τ was also added as a positive control. Next experiment was performed to confirm the antagonistic activity of the synthetic peptides. Single or mixed peptides was added to stromal cells with recombinant IFN-τ followed by detecting of ISGs expression. IFN-τ significantly stimulated ISGs expression, whereas all peptides did not stimulate. Besides, addition of single or mixed peptides with IFN-τ showed no inhibitory effect. Overall results suggest that synthetic peptides would not have sufficient agonistic and antagonistic ability or lost the binding ability to IFN receptor by the possible structural change or no activity site having.
[Introduction] Heat shock protein 70 (HSP70) is well known as a heat shock (HS) induced protein that has function as intracellular chaperones for other proteins to help the cells against the stress condition. Although HS is common to induce HSP70 expression to add stress-resistant ability to the cells, HS causes the toxicity to cells and tissues such as increasing reactive oxygen species (ROS). Recently, a standardized extract of Asparagus officinalis stem (EAS), produced from by-product of asparagus, was found to induce HSP70 expression without HS and regulating cellular redox balance in human cells. However, effect of EAS on reproductive cells is unknown. In the present study, we investigated the effect of EAS on HSP70 induction and antioxidant defense system in bovine cumulus cells. [Materials and Methods] Bovine cumulus cells were treated with various concentration of EAS (0.5, 1 and 5 mg/ml) for 6 h at 38.5°C followed by sampling to analyze gene and protein expression of HSP70 as well as gene expressions related to antioxidant system. Besides, intracellular ROS and reduced form of glutathione (GSH) were detected and quantified by using fluorescent dyes. [Results] EAS significantly increased gene expression of HSP70 whereas no effect to HSP27 and 90. Moreover, protein expression of HSP70 was also increased by EAS. Besides, EAS decreased intracellular ROS generation and increased GSH synthesis significantly with enhancement in the gene expressions of antioxidant enzymes such as The Cu,Zn superoxide dismutase, Peroxiredoxin, Glutamate Cysteine Ligase as well as Nuclear factor erythroid 2-related factor 2 transcription factor that contribute to keep intracellular antioxidant status with GSH synthesis and scavieging ROS. These results suggest that EAS has beneficial effect to bovine cumulus cells by improving HSP70 expression and antioxidant defense system under non-heat shock condition.
【目的】反芻動物特異的な妊娠認識物質であるインターフェロン・タウ(IFNT)は着床前後期には母体子宮内膜においてIFN誘導遺伝子群(ISGs)の発現を誘導する。ISGsは妊娠認識や着床に関与するとともに,早期受胎判定としての利活用も期待されている。我々はこれまでに,ISGsの一種であるISG15, MX1, MX2が外子宮口内腔および腟底部壁の粘膜組織においても妊娠特異的な高発現誘導を示すことを明らかにしたが,子宮外組織における他の妊娠応答遺伝子に関する知見はない。そこで子宮外組織における網羅的な遺伝子発現解析をもとにウシ子宮外組織における妊娠応答遺伝子の探索と妊娠検出を目的とした。【方法】人工授精(AI)実施後,18日後のホルスタイン種乳用牛から採取した外子宮口粘膜(CM)における発現解析をRNA-seqにより行い,候補遺伝子としてinterferon-induced protein with tetratricopeptide repeats 1(IFIT1)を選出した。AI後14,18,24日目に同組織の採取を行い,妊娠の成否はAI後30日目と45日目の妊娠診断で判断した。またIFNT誘導性を検証するために,食肉公社から採取した非妊娠ウシCM組織を採取・細切後,組み換えウシIFNTを添加して24時間培養しIFIT1発現を解析した。【結果】AI後18日目に採取したCMにおいては,IFIT1が非妊娠サンプルと比較して妊娠サンプルで発現量の増加傾向がみられた。さらに14,18,24日目におけるIFIT1の遺伝子発現の経時的変化を調べたところ,IFNT産生ピークである18日目を頂点とした挙動を示した。また,IFIT1のIFNT誘導性については,IFNT添加CMで発現量が増加する傾向があった。これらの結果から妊娠初期のCMにおけるIFIT1発現にはIFNTの関与ならびに早期妊娠応答の新たな指標の可能性が示唆された。
【目的】性選別精液とは,X染色体を持つ精子(雌)とY染色体を持つ精子(雄)のDNA含量の違いから,特定染色体を持つ精子を高率に選別したものである。酪農において,X染色体性選別精液の利用による計画的雌畜生産は,経営面および育種改良面においてメリットが大きい。しかし,一般に,性選別精液の受胎率は低く,通常精液の75から80%といわれている。性選別精液の受胎率向上のためには,通常精液と性選別精液の性質の違いを把握した適切な使用が求められる。受胎率を含む繁殖形質は遺伝率が低く,環境要因による影響が大きいことから,環境要因から受ける影響の理解が極めて重要になる。よって本研究では,性選別精液の環境要因側の特性を理解すべく,道内の酪農家で実施された過去4年間の人工授精(AI)成績を含むフィールドデータを分析した。【方法】北海道酪農検定検査協会で集積された道内ホルスタイン種雌牛の個体繁殖成績を使用した。分析対象は,2012から2015年までの国産乳牛精液による未経産牛69,857頭分の初回授精記録とした。分析環境要因は,授精年,授精月,および授精月齢とした。【結果と考察】通常精液,性選別精液ともに6から9月にかけて受胎率が低下していた。各精液種の受胎率低下をより詳細に分析するため,各月の受胎率と全月平均受胎率の差を分析すると,7および8月では,性選別精液のみで有意な低下がみられた。一般に,受胎の成否には,精子と卵母細胞の受精可能時間が重複するタイミングでのAIが重要となる。しかし,母体は暑熱ストレスを受けると発情の微弱化や乱れが生じ,AI適期の把握が困難となる。夏期におけるAI適期の齟齬は,受胎率の低下を引き起こすことが知られているが,性選別精液は通常精液に比べて精子生存性が低く,受胎不成立の頻度が高まったと推測された。以上より,性選別精液を用いた7および8月のAI受胎率は,通常精液に比べ,より顕著に低下することが判明した。