| １． |
NIBS系ミニブタの腎機能に関する基礎データについて
片桐公一1, 2), 島津美樹1), 堀井渉1), 小野珠乙3), 佐野順一1), 堤信幸1), 岩田晃1)
1) 一般財団法人日本生物科学研究所
2) 信州大学大学院総合工学系研究科
3) 信州大学農学部食料生産科学科
第2回日本先進医工学ブタ研究会、2014年
要旨：【目的】ブタの腎臓はヒトと同様の構造を有しており、よりヒトに近似した腎機能パラメーターを示すと考えられる。今回、我々は若齢期および高齢期のNIBS系ミニブタの腎機能に関する基礎データを採取し、比較検討を行ったので報告する。【材料・方法】若齢期のNIBS系ミニブタ（雌、10頭）および高齢期のミニブタ（雌、5頭）を実験に用いた。代謝ケージに1週間の順化後、飲水量・尿量を4日間連続で測定し、最終日の蓄尿を尿生化学値の測定に用い、尿中排泄量を算出した。採尿後、全身麻酔下で採血し、血清生化学値の測定を行った。また、尿中および血中クレアチニン濃度から糸球体濾過率の指標となるクレアチニン・クリアランスを算出した。検査終了後に剖検し、解剖学的検査および病理組織学的検査を行った。【結果および考察】体重当り（kg）の飲水量は、若齢動物で79土15ml/day、高齢動物で56土11ml/dayであり若齢動物で有意に高値を示した。体重当りの尿量については、差は認められなかった。体重当り（kg）の尿蛋白排泄量は、若齢動物で3.3土1.9mg/day、高齢動物で19.0土16.4mg/dayであり高齢動物で有意に高値であった。高値を示した4例は、剖検時の尿沈渣の検査結果より膀胱炎と診断され、その病態に起因したと考えられた。血清生化学値は、腎機能の指標となるBUN、Cre等のパラメーターに差は認められなかった。クレアチニン・クリアランスは、若齢動物で2.4土0.3ml/min/kg、高齢動物で1.5土0.5ml/min/kgであり高齢動物で有意に低値を示した。病理学的検査では高齢動物の4例で単純性腎嚢胞の形成が認められた。
以上の結果より、尿中排泄量および血清生化学値では腎機能に異常はみられなかったが、高齢動物でレアチニン・クリアランスが低値を示しており、緩やかな腎機能低下の可能性が示唆された。 |
| ２． |
遺伝子改変ミニブタの作出について
島津美樹
一般財団法人日本生物科学研究所
先進医用ミニブタの開発と前臨床研究拠点形成プロジェクト第3回公開シンポジウム：ブタの医用動物への展開、2015年
要旨：日本生物科学研究所では、2006年より、独自に系統確立したNIBS系ミニブタの体細胞クローン個体作製に関する研究を開始した。2007年からは、鹿児島大学医用ミニブタ・先端医療開発研究センターの山田和彦先生と共同で、異種臓器移植を最終目標に掲げたα1,3-ガラクトース転移酵素遺伝子ノックアウト（GalT-KO）ミニブタの作出を併せて行ってきた。GalT-KOミニブタ作出の具体的な手法としては、既に米国で確立され信頼性のあるGalT-KOマサチューセッツ総合病院ミニブタの細胞をドナー細胞に用いた。11頭（死産・仮親による圧死を含む）のGalT-KOミニブタを得、3頭については、カニクイザルとの異種間の腎臓移植を行い良好な成績を得た。さらに、移植時の抗体産生評価及び精液凍結保存のために、それぞれ1頭ずつを長期に渡って飼育してきた。
その後、2012年からは、同大学大学院医歯学総合研究科小澤政之先生と共同で、動脈硬化症の有用な動物モデルとなることが期待されるヒトアポリポプロテイン(a)遺伝子を導入したNIBS系ミニブタの作製を行った。11頭のTg個体を得ることに成功し、雄1頭及び雌2頭は長期飼育が可能であった。
本日は、これら遺伝子改変ミニブタの作出に関する成果を報告する。
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| ３． |
Genetic Differences among Wild, Laboratory, and Commercial Populations of the Japanese Quail Estimated by Microsatellite DNA Markers
Nunome, M.1), Tadano, R.2), Nakano, M.1), Miki-Kawahara, R.3), Kono, T.3), Takahashi, S.4), Kawashima, T.4), Fujiwara, A.5), Nirasawa, K.6), Mizutani, M.1) and Matsuda, Y.1)
1) Nagoya University
2) Gifu University
3) Tokyo University of Agriculture
4) National Institute for Environmental Studies
5) Nippon Institute for Biological Science
6) NARO Institute of Livestock and Grassland Science
The 10th Asia Pacific Poultry Conference 2014, Korea
Abstract： The draft genome assembly of the Japanese quail (Coturnix japonica) was deposited in 2013. It enhances the importance of this species as an experimental animal model. However, wild populations of the Japanese quail are threatened with extinction, and their population sizes in east Asia have been declined in decades. Besides, genetic introgression of domestic quails into local wild quail populations is becoming a matter of concern in conservation of this species. In Europe, introgressive hybridization between domestic Japanese quails and wild populations of their related species, the common quail (C. coturnix), has been reported in past years. Thus, assessment of genetic differences between wild populations of Japanese quails and commercial and laboratory quails in Japan can help in proposing an appropriate conservation program of this species. Thus, we examined genetic characteristics of 15 laboratory lines, 57 commercial quails and 21 wild quails using 50 microsatellite DNA markers, which were developed based on the draft genome assembly of this species in our previous study. The fragments of the mitochondrial D loop region (252 bp in length) were also analyzed to infer their breeding history. The mitochondrial D-loop sequences exhibited five haplotypes in wild quails, and two of them were shared with laboratory and commercial quails. A neighbor-joining phylogenetic tree revealed that three unique haplotypes of wild quails separately branched off from basal nodes of the haplotypes of laboratory and commercial quails. This result suggested that a commercial population in Japan and laboratory lines examined in this study were recently developed from wild Japanese quails. Microsatellite markers revealed high levels of genetic differences not only between laboratory lines but also among laboratory, commercial and wild quails. Network analysis based on Fst distances estimated using the microsatellite markers subdivided 15 laboratory lines into two groups, each of which corresponded to quail lines originated in Japan for egg production and quail lines bred in foreign countries for meat. Wild and commercial quails were closely related to the quail lines from foreign countries, especially NIES-Br and NIES-Hn, rather than laboratory lines in Japan. The expected heterozygosities in quail lines from foreign countries (NIES-Br: He = 0.45, NIES-Hn: He = 0.48) are similar to those of commercial quails (He = 0.56) and wild quails (He = 0.46), which were much higher than laboratory quail lines in Japan (e.g. AMRP: He = 0.21, TKP: He = 0.10). These results suggested that quail lines from foreign countries and commercial quails in Japan maintain high genetic variations, and possibly have retained alleles derived from ancestral wild quail populations, which resulted into close relationships of these lines to wild Japanese quails. To obtain more detailed genetic information on wild, commercial, and laboratory Japanese quails, we should study more populations, especially populations of wild and commercial quails, using microsatellite markers rather than mtDNA. |
| ４． |
A tentative analysis of genetic differences between wild and laboratory populations of Japanese quails using microsatellite DNA markers
Nunome, M.1), Tadano, R.2), Nakano, M.1), Miki-Kawahara, R.3), Kono, T.3), Takahashi, S.4), Kawashima, T.4), Fujiwara, A.5), Nirasawa, K.6), Mizutani, M.1) and Matsuda, Y.1)
1) Nagoya University
2) Gifu University
3) Tokyo University of Agriculture
4) National Institute for Environmental Studies
5) Nippon Institute for Biological Science
6) NARO Institute of Livestock and Grassland Science
International Ornithological Congress 2014, Tokyo
Abstract： The draft genome assembly of the Japanese quail (Coturnix japonica) was deposited last year. It enhances the importance of this species as an experimental animal model. However, wild populations of the Japanese quail are threatened with extinction and their population sizes have been declined throughout East Asia in decades. Besides, genetic introgression of domestic quails into local wild quail populations is becoming a matter of concern in conservation of this species. In Europe, introgressive hybridization of domestic Japanese quails and wild populations of their related species, the Common quail (C. coturnix) has been reported in the past years. Thus, genetic assessment for wild populations is an essential approach to constitute an appropriate conservation program of this species. Here, we used 50 microsatellite DNA markers, which were developed based on the draft genome assembly of this species in our previous study, to assess genetic differences between 15 laboratory lines including one commercial line and 21 wild individuals collected from Honshu and Tsushima island of Japanese archipelago, and Liaodong Peninsula of China. The fragment of mitochondrial D loop region (252 bp in length) was also analyzed to infer their breeding history. The mitochondrial D-loop sequences exhibited three major haplotypes in laboratory lines, and two of them were shared with wild quails. A neighbor-joining phylogenetic tree revealed that a few unique haplotypes of wild quails differently branched off from basal nodes of the three haplotypes of laboratory lines. This result suggested different maternal origins of laboratory lines. Microsatellite markers revealed high levels of genetic differences not only among laboratory lines but also between laboratory and wild quail populations. We conclude that these microsatellite markers are more effective for genetic assessment of wild and domestic quail populations than the mitochondrial D loop. |
| ５． |
マイクロサテライトマーカーとmtDNAを用いたニホンウズラの遺伝的特性の解析
布目三夫1)、只野亮2)、中野幹治1)、川原玲香3)、河野友宏3)、高橋慎司4)、川嶋貴治4)、藤原哲5)、韮澤圭二郎6)、水谷誠1)、松田洋一1)
1) 名大院・生命農・ABRC
2) 岐阜大・応用生物
3) 東京農大・生物資源ゲノム解析センター
4) 国立環境研
5) 一般財団法人日本生物科学研究所
6) 畜産草地研究所
第61回日本実験動物学会総会、2014年
要旨：【目的】ニホンウズラ（Coturnix japonica）は、ニワトリと並ぶ鳥類を代表する実験動物であり、様々な実験用系統が作成されている。また、ニホンウズラのゲノム解読によってその重要性はさらに大きくなりつつある。それらの系統を研究に用いる上で、各系統の遺伝的多様性や系統間の遺伝的類縁関係は必須の情報であり、また、野生種との遺伝的な違いや家禽化の歴史的背景の情報も重要である。
ニホンウズラは東アジアを起源とし、現在の家禽ニホンウズラは日本の野生個体から作成されたといわれている。そして、1920年代に日本で本格的な商業的利用が始まったといわれている。その後、家禽ニホンウズラはアメリカ、ヨーロッパや中東に輸出され、卵生産や体サイズなど、各地で有用とされる形質が選抜されていった。20世紀後期以降、欧米で改良された食肉用の大型品種が日本に逆輸入されている。このように、ニホンウズラの家禽集団は複雑な歴史的背景を持ち、その遺伝的背景は多様であると推察される。本研究では、演者らが開発したマイクロサテライトマーカーとmtDNAを用いて、様々な実験用ニホンウズラ系統、および野生ウズラ集団の遺伝的特性と遺伝的類縁関係を明らかにした。【方法】Kawahara-Miki et al.（2013）ならびにTadano et al.（投稿準備中）で用いられた、ニホンウズラの1番～28番および性染色体をカバーする50個のマイクロサテライトマーカーを遺伝的特性の調査に用いた。AMRPやWEなど15系統について、それぞれ6～40個体を解析した。【結果】その結果、ヘテロ接合度（He）は、名古屋大学・鳥類バイオサイエンス研究センター（ABRC）で維持されているrb系が最も低い値（0.11）を、ハンガリー（Hn）系が最も高い値（0.51）を示した。【考察】野生ウズラ16個体（本州産9羽、対馬産2羽、旅順半島産5羽）についても解析した結果、ヘテロ接合度は0.59であり、野生捕獲個体から実験用系統として育成されたWild系の0.57に比べてやや高い値を示した。mtDNAのD loopを用いた分子系統学的解析の結果、三つのハプロタイプが観察され、今回解析した実験用ニホンウズラ系統は複数の母系集団に由来することが示唆された。
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| ６． |
ウイルス性神経壊死症ウイルス不活化浮遊液を注射投与したマハタの野外症例
黒田丹1)、中村砂帆子2)、辻将治2)、宮本敦史2)、青木秀夫2)、土橋靖史2)
1) 一般財団法人日本生物科学研究所
2) 三重県水産研究所
平成27年度日本水産学会春季大会、2015年
要旨：【目的】マハタ養殖は、陸上水槽で生産された人工種苗を秋に野外へ沖出しした後、海面生け簀でおよそ2～3年間養成して出荷する。ウイルス性神経壊死症は、沖出し後のマハタ稚魚に大量死を引き起こすため問題になっている。しかし、ワクチン液を注射したマハタにおける沖出し後の追跡調査に関する知見は少ない。そこで本報告では沖出しから水揚げまでに相当する約2.5年間にわたり、ワクチン液を注射したマハタの中和抗体価の推移や歩留まりを調査し、その効果を評価した。【方法】2012年産マハタ人工種苗を用い、三重県尾鷲湾の海面生け簀で試験を実施した。種苗生産年度の9月にワクチン液を注射して沖出ししたマハタを試験魚として利用し、2014年12月まで中和抗体価、体重及び死亡率の推移を調べた。比較として無接種対照群について同様に評価した。試験期間中の死亡魚は臨床観察、PCR及びウイルス分離等の検査を実施して診断した。【結果】中和抗体価は2～4月に低下する傾向があるものの、ワクチン液を注射した群は本疾病発生リスクがある時期（6～12月）に抗体価の上昇が認められ、ウイルス抗原への曝露が疑われると共に養成期間を通じて免疫記憶が持続すると推測された。ワクチン注射群は、疾病発生リスクがある期間において中和抗体価の幾何平均値が115以上（室内感染試験において感染防御効果を有する値）に達した。試験終了時のワクチン注射群の生残率は無接種対照群に比較して有意に高かった。試験期間中の死亡魚の主因は本疾病であることを確認した。群間で試験終了時の平均体重に有意差は認められなかった。本症例において、ワクチン液を投与されたマハタは養成期間全体を通じてVNNに対する死亡率低減効果を示した。（注：本研究は学術的資料を取得する目的で実施され、試験魚は出荷対象としてない） |
| ７． |
鶏大腸菌症生ワクチンによる肉用鶏生産成績の改善とその傾向
魚谷勇介1)、川原史也1)、永野哲司2)、高橋欣也2)、林志鋒2)
1) 一般財団法人日本生物科学研究所
2) 日生研株式会社
平成26年度日本獣医学会学術集会、2014年
要旨：【背景】鶏大腸菌症の発生は肉用鶏において日常的に認められ、育成率の低下及び増体重の減少による生産成績の悪化や、食鳥検査における廃棄の増加など、経済性に大きな影響を与えている。2013年7月に鶏大腸菌症生ワクチンが上市され、2014年2月までに35農場約130万羽に投与された。これまでに得られた成績を解析すると生産性を示す指標が改善しているだけでなく、そこにある一定の傾向も認められた。これらについて、いくつかの事例を示しながら報告する。【材料と方法】肉用鶏農場において鶏大腸菌症生ワクチン投与群と非投与対照群を設定し、出荷時における育成率および平均体重等の生産成績ならびに食鳥検査における全廃棄率とその内訳を比較した。また、得られた各農場の成績について、改善傾向と季節や生産指数（PS）の相関の有無を解析した。【結果】ワクチン投与群では育成率、増体および屠場での廃棄率に改善が見られた。この改善傾向は一貫しておらず農場によって様々であったが、ワクチン投与による費用対効果は多くの農場で得られることが判明した。このような成績改善は生産指数が一定の範囲の場合に強く表れる傾向が認められただけでなく、気温が下がった時期での屠場廃棄率がより減少する可能性も示唆された。【総括】農場によって鶏舎の環境や鶏種、飼料などの生産成績に関わる要因が異なることもあり、ワクチン投与での成績改善を単純には比較検証できなかった。一方で、出荷成績から収支を算出すると多くの農場で改善が認められたことから、ワクチンの効果判定には費用対効果の算出が重要である。今後はさらに症例数を増やし、通年での成績の比較や生産性改善が与える腸内細菌叢への影響を調査していきたい。 |
| ８． |
鶏大腸菌症生ワクチンの投与法
魚谷勇介
一般財団法人日本生物科学研究所
第276回鶏病事例検討会、2015年
要旨：鶏大腸菌症の発生は肉用鶏において日常的に認められ、育成率の低下及び増体重の減少による生産成績の悪化や、食鳥検査における廃棄の増加など、経済性に大きな影響を与えている。2013年7月に鶏大腸菌症生ワクチンが上市され、多くの農場で使用されている。孵化場での噴霧投与、肉用鶏農場入雛時にバッテリー動噴を用いて雛かごの上から、あるいはチックガード内での投与、採卵鶏育雛場でのケージに対して投与等、各農場に適した投与方法を模索しつつ、生産成績の収集を実施してきた。
農場によって鶏舎の環境や鶏種、飼料などの生産成績に関わる要因が異なることもあり、ワクチン投与あるいは投与方法の違いによる成績改善を単純には比較検証できなかったが、多くの農場で費用対効果が認められた。
また、より多くの鶏への円滑な投与を目的として開発を進めてきた孵化場での自動噴霧装置も運用を開始しており、徐々に成績が得られてきている。
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| ９． |
Identification of Actinobacillus pleuropneumoniae
Lee, J.1), Ogawa, T.2), Nagano, T.1), Tazumi, A.1), To, H.1), Tsutumi, N.1) and Iwata, A.1)
1) Nippon Institute for Biological Science
2) National Agriculture and Food Research Organization, National Institute of Animal Health:Fukuoka-Chuo Prefectural Institute of Animal Health
第157回日本獣医学会学術集会、2014年
Abstract：【Purpose】The objective of study is to detect and differentiate Actinobacillus pleuropneumoniae (App) isolates of serovar 15 from serovars 3, 6 and 8.【Materials and methods】App isolates were isolated from cases of porcine pleuropneumoniae. PCR specific for Apx I, II, III and IV and CPS of serovars 3, 6 and 8 were performed from extracted genomes. Moreover, agar gel immuno-diffusion (AGI) and PFGE were used to determine serovar and genotype, respectively. 【Results and Discussion】Apx II, III and IV-specific fragments were PCR amplified from the genomes. All App field isolates reacted with rabbit antisera of App serovars 3, 6 and 15 in AGI, but the extracted genomes were not amplified by serovars 3, 6 and 8 CPS PCR. Genomic patterns by PFGE showed that the genotype of field isolates was different from that of App serovars 3, 6 and 8, but very similar with that of App serovar 15. From the Apx PCR test, the field isolates were confirmed as A. pleuropneumoniae belonging to group of serovars 3, 6, 8 and 15. The AGI result showed cross reactivity with App serovars 3 and 6, but the results from PFGE and CPS PCR indicated genotype of App field isolates were serovar 15. Previously, the LPS ELISA based on serovar 15 was developed to detect antibodies in experimentally infected pigs. The ELISA detects not only antibodies against serovar 15, but also against serovars 3, 6 and 8. However, PFGE can differentiate each serovar. |
| 10． |
牛白血病ペプチドワクチンの卵移植により作成した牛白血病発症感受性牛を用いた効果検証
竹嶋伸之輔1)、Bai Lanlan1)、He Pan2)、松本有生1)、小原潤子3)、平井網雄3)、大森崇司4)、布谷鉄夫4)、山本祐輔5)、日高健雄5)、栂村恭子6)、的場和弘6)、間陽子1)
1) 理化研 分子ウイルス学特別研究ユニット
2) 理化研 伊藤ナノ医工学研究室
3) 北海道立総合研究機構 畜産試験場
4) 日生研
5) 広島県立総合技術研究所 畜産技術センター
6) 畜産草地研究所
日本獣医学会、2014年
要旨：牛白血病ウイルス（BLV）感染による病態進行は個体差による要因が大きく、ワクチン等の効果判定を非常に困難なものとしている。我々はこれまで、牛白血病の病態進行にウシ主要組織適合抗原（MHC)クラスIIの多型性が重要な宿主因子である事を明らかにしてきた。本研究では、新規に開発された炭酸アパタイト(CO3Ap)固定化ペプチドワクチンの効果判定を、初めて牛白血病感受性牛を用いて行い、ワクチン効果の判定を行った。受精卵移植により発症感受性牛6頭を作出し、BLVで攻撃後、CO3Ap固定化p12-4R1及びgp51R1を1mg/頭ずつ3週間隔・3回皮内接種し病態抑制効果を判定した（BLV接種後161日目まで観察）。比較対照として中立牛4頭を用いた試験も行った（BLV接種後119日目まで観察）。次に発症感受性牛5頭を用意し、3頭にワクチンを接種した。2頭は無処置群として用い、5頭同時にBLV陽性牛群に237日間放牧して伝播抑制効果としての感染の有無を判定した。その結果、病態抑制効果として非接種牛3頭では、プロウイルス量、リンパ球数、CD5陽性B細胞数が増加したが、ワクチン接種牛3頭においてはいずれも抑制されていた。一方、中立牛4頭の試験では個体差が大きく、ワクチン接種効果は認められなかった。伝播抑制効果として、ワクチン接種牛3頭、無処置牛2頭いずれも試験期間中には抗体陽転しなかったが、ワクチン接種牛で0-2回、無処置牛で2-3回に渡って微量のプロウイルスが検出された。感受性牛を用いる事でワクチンの病態進行抑制効果の検出に成功した。感受性牛を用いた評価法は、BLVに対するワクチンや治療薬の評価に大変有効である事が示された。 |
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BHV-1感染牛に見られた閉塞性細気管支炎
布谷鉄夫
一般財団法人日本生物科学研究所
第2回日本獣医病理学専門家協会学術集会スライドフォーラム
要旨：10週齢のホルシュタイン種に牛ヘルペスウイルス1（BoHV-1）を鼻腔内接種し、3週後に安楽殺した。肉眼病変として左・右肺の前葉と右中葉に限界明瞭な無気肺病巣が観察されたが、その他の諸臓器に著変は認められなかった。肉眼的な無気肺病巣では、化膿性気管支肺炎と一部に気管支間質性肺炎が所見された。その他の広領域における主要病変として 1）粘膜上皮の増生とリンパ球、好中球浸潤の顕著な気管支炎、 2）細気管支腔内に突出するポリープ様の肉芽組織、 3）肺胞内に散在する合胞体と炎症細胞の軽度な滲出および水腫、その他、 ４）異物巨細胞性の小肉芽腫などが認められた。本症例の特徴病変である細気管支のポリープ様肉芽組織の多くは細気管支腔を狭小化～閉塞していたが、周囲の肺組織には膠原繊維等の線維増生は見られなかった。ポリープ様肉芽組織はそれらの切断方向や部位により様々な形態と特徴を示していた。肉芽組織が完全に細気管支を閉塞しその周囲にリンパ球浸潤を伴うもの、化膿性滲出物を吸収するかのように粘膜から増殖する肉芽組織、終末～呼吸細気管支にかけて形成された炎症細胞浸潤を伴わないポリープ様肉芽組織などであった。ポリープ様肉芽組織の多くは、その一部が細気管支粘膜から増殖した血管結合組織により形成されていた。次に終末気管支腔や肺胞管、肺胞などにおいて認められた大小様々な合胞体は抗サイトケラチン抗体CK8に陰性でマクロファージ由来と思われ、また抗BHV1抗体に陽性反応を示し、細胞内には多数のヘルペスウイルス粒子が検出されたことからBHV1の感染により形成されたものと考えられた。閉塞性細気管支炎の原因として、ウイルス感染や細菌感染時に滲出する好中球、有毒ガスあるいは毒素、寄生虫感染、移殖肺に対する拒絶反応、などによる細気管支粘膜の傷害が挙げられている。腔内に形成されるポリープ様肉芽組織は、粘膜傷害と腔内滲出物に対する一種の修復・除去反応と理解され、特に牛ではウイルスおよび細菌感染による慢性気管支肺炎の病巣内でしばしば見られる変化の一つとされている。細気管支粘膜上皮が傷害を受けると、残存する上皮細胞や粘膜固有層の線維芽細胞が様々なサイトカインや接着分子などを発現し、障害部位あるいは滲出物付着部位に細胞外マトリックスを形成し、それに対して線維芽細胞や毛細血管が増殖しその表面を既存の上皮細胞が増殖しながら覆い、腔内にポリープが形成されると考えられている。従って、本症例はBVH1と細菌の二次感染などによる粘膜上皮細胞への障害がポリープ形成の起因になったと推測された。 |
| 12． |
Animal health vaccines (Developing high quality poultry & swine vaccine)
Hirata, S.1), Tsutsumi, N.2)
1) Nisseiken Co.,Ltd.
2) Nippon Institute for Biological Science
Animal Health Conference Shanghai, 2014
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| 13． |
Oral rice-based vaccine induces active and passive immunity against enterotoxigenic E. coli-mediated diarrhea in pigs
Takeyama, N.1), 2), Oroku, K.1), Tokuhara, D.2), Nagai, S.3), Kiyono, H.2) and Yuki, Y.2)
1) Nippon Institute for Biological Science
2) Department of Microbiology and Immunology, Institute of Medical Science, University of Tokyo
3) Nisseiken Co.,Ltd.
International Pig Veterinary Congress (IPVS) 2015
Abstract：【Introduction】Enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC) causes severe diarrhea in both neonatal and weaned pigs. Although the risk of mortality has not reported to be high by the single infection with ETEC, multiple infection with different pathogens exacerbates the diarrheic symptoms. The prevalence of ETEC in diarrheic piglets in Japan is second highest after rotavirus (1). Therefore, hygiene measure or vaccination program to reduce risks of ETEC invasion in neonatal and weaning piglets is requisite. We recently developed a rice-based cholera vaccine expressing CTB (MucoRice-CTB) (2, 3). This vaccine has the advantages of being suited to long-term storage without the need for a cold chain (>1.5 y), and delivery of the vaccine antigen is needle- and syringe-free. Cholera toxin B subunit (CTB) has 78% amino acid homology to B subunit of ETEC heat-labile toxin (LT), which is the major cause of diarrhea. Therefore, we selected MucoRice-CTB as a oral vaccine candidate. 【Materials and Methods】One gram of MucoRice-CTB were mixed with feed and orally administered to 2-month-old minipigs or pregnant sows with for four times at 2-week intervals. Serum and intestinal wash fluids were collected from immunized minipigs and CTB/LTB specific IgG or IgA were measured by ELISA. To measure the lactogenic immunity, colostrums and milk were also collected from sows until 2 weeks after fallowing. Neutralizing effects of produced antibodies against LT were confirmed by intestinal loop assay. 4x106 or 4x108 CFU of enterotoxigenic E.coli strain S7 were injected into ileal loop of immunized minipigs and the accumulated fluid in the loop were measured after 16 Hrs of surgery.【Results】All of vaccinated minipigs produced CTB-specific mucosal IgA as well as systemic IgG and IgA. The higher amount of CTB-specific IgG and IgA were also secreted to the colostrums and the secreted antibodies were passively transferred to sera of the progeny. All antibodies were also cross-reacted to LTB. Moreover, water volumes accumulated in the loops of vaccinated minipigs were significantly reduced than that in control minipigs, indicating that MucoRice-CTB can protect pigs from ETEC-mediated diarrhea.【Conclusions and Discussion】MucoRice-CTB, which generated by rice-protein expression system could induce both active and passive immunity against ETEC in pigs by oral route. LT of ETEC acts at mucosal surface. Therefore, toxin specific secretory IgA in the intestine or maternal milk would suit for neutralizing the toxin. Additionally, MucoRice-CTB could feed to animals simply by mixing with food, that it is easily-handed in farms and veterinary clinical site. |
