牛小型ピロプラズマ病の貧血発現時における赤血球膜表面ホスファチジルセリンの動態

• 担当機関: 家畜衛生試験場
• 研究期間: 1999～2000
• 発行年度: 1999
• 要約: 牛小型ピロプラズマ病の貧血機構の解明を行うために，赤血球膜表面へのホスファチジルセリン（PS）の発現を調べた。PSは赤血球酸化で膜表面へ発現することが示され，また実験感染牛では貧血の発現に伴い赤血球膜表面でのPSの増加が認められた。
• 要約(英語): To elucidate the mechanism of anemia in Japanese bovine theileriosis, the appearance of phosphatidylserine on the cell surface in Theileria orientalis sergenti-infected erythrocytes was investigated by using FITC-conjugated annexin V. When erythrocytes were treated with a variety of oxidants, translocation of phosphatidylserine to the external cell surface was detected by flow cytometric analysis. Phosphatidylserine exposure of the erythrocyte surface was also observed at the onset of anemia from Theileria orientalis sergenti infection. (Lab. of Clinical Biochemistry, Hokkaido Research Station TEL [phone]); References:; 1. Shiono, H. et al.: 17th International Conference of the World Association for the Advancement of Veterinary Parasitology (1999）; 2. Yagi, Y. et al.: 26th World Veterinary Congress 1999，p.97（1999）
• 背景・ねらい: 牛の小型ピロプラズマ病は，我が国の放牧牛に最も大きな経済的損失を与えている疾病であり，発病牛における血液所見の特徴は貧血と黄疸である。発病は貧血の状態に依存していると考えられることから，貧血機構と病態の解明が求められている。本研究では本病発病牛の赤血球膜細胞表面の変化を調べるために，膜リン脂質phosphatidylserine（PS）の発現動態について解析した。

成果の内容・特徴

1. PSは健常な細胞膜では内側に極在しているが，膜傷害が起きると膜リン脂質の不斉性が失われ細胞表面へ露出してくる。酸化剤を用いて牛赤血球をin vitro傷害させた場合の膜表面へのPS発現をフローサイトメータを用いて解析した結果，低濃度のH ₂O ₂処理や未処理ではPS発現はみられなかったが，酸化剤2,2'-Azobis(2-amidinopropane) Dihydrochloride（AAPH）あるいは2.4％以上のH ₂O ₂を反応させた場合にはPS発現が増加した（図1，表１）。
   
2. 実験感染牛の感染経過で赤血球を採取し，1.5％ H ₂O ₂処理（弱い酸化的ストレス負荷）および未処理赤血球のPS発現の解析を行った。貧血の発現前にはH ₂O ₂処理の有無に関わらず，ほとんどPS発現がみられなかったのに対し，貧血の発現前後にはH ₂O ₂処理および未処理両者の赤血球で，貧血の程度に応じたPS発現の増加がみられた。またH ₂O ₂処理の赤血球では，PS発現の時期が未処理のものよりも早い傾向にあった（図２）。PS発現の最大値は，H ₂O ₂処理：約20％，未処理約：7％（いずれも実験牛5頭の平均値）を示した。
   
3. 以上の成績から，赤血球膜に酸化傷害が起きるとPSが膜表面へ露出することが明らかとなった。また本病の貧血発現時には，赤血球は酸化ストレスによる傷害をうけやすい状態になっており，赤血球膜の脂質二重層の非対称性が崩れて膜構造に変化を来していることが示唆された。
   

成果の活用面・留意点

　 PSの細胞表面への露出は，貪食細胞による傷害・老化赤血球の認識機構のひとつとして注目されている。今後の研究で傷害赤血球の認識・排除機構を明らかにすることが，本病による貧血機構の解明につながる。