黒毛和種子牛の免疫グロブリンの移行と産生および ホエータンパク質を用いた人工ほ乳技術の開発に 関する研究 2015 安松谷 恵子

Title

黒毛和種子牛の免疫グロブリンの移行と産生およびホエ

ータンパク質を用いた人工ほ乳技術の開発に関する研究(

Dissertation_全文 )

Author(s)

安松谷, 恵子

Citation

Kyoto University (京都大学)

Issue Date

2015-05-25

URL

https://doi.org/10.14989/doctor.r12947

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Type

Thesis or Dissertation

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ETD

黒 毛 和 種 子 牛 の 免 疫 グ ロ ブ リ ン の 移 行 と 産 生 お よ び

ホ エ ー タ ン パ ク 質 を 用 い た 人 工 ほ 乳 技 術 の 開 発 に

関 す る 研 究

2015

目 次 第 １ 章 緒 言 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・1 第 １ 節 ． 新 生 子 牛 の 免 疫 の 獲 得 第 ２ 節 ． 黒 毛 和 種 子 牛 の ほ 乳 の 現 状 第 ３ 節 ． 代 用 乳 の 現 状 第 ４ 節 ． 子 牛 の 免 疫 と ほ 乳 に 関 す る 先 行 研 究 の 概 要 第 ５ 節 ． 研 究 目 的 第 ２ 章 出 生 後 の 黒 毛 和 種 新 生 子 牛 へ の 免 疫 グ ロ ブ リ ン G と 免 疫 グ ロ ブ リ ン A の 移 行 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・12 第 １ 節 ． 緒 言 第 ２ 節 ． 材 料 お よ び 方 法 第 ３ 節 ． 結 果 第 ４ 節 ． 考 察 第 ３ 章 黒 毛 和 種 子 牛 へ の ホ エ ー タ ン パ ク 質 を 主 原 料 と し た 代 用 乳 の 給 与 に お け る 粗 タ ン パ ク 質 濃 度 が 発 育 に 及 ぼ す 影 響 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・19 第 １ 節 ． 緒 言 第 ２ 節 ． 材 料 お よ び 方 法 第 ３ 節 ． 結 果 第 ４ 節 ． 考 察 第 ４ 章 ホ エ ー タ ン パ ク 質 の 給 与 が 黒 毛 和 種 子 牛 の 発 育 と 腸 管 免 疫 グ ロ ブ リ ン A 産 生 に 及 ぼ す 影 響 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・35 第 １ 節 ． 緒 言 第 ２ 節 ． 材 料 お よ び 方 法 第 ３ 節 ． 結 果

第 ４ 節 ． 考 察 第 ５ 章 人 工 ほ 乳 に お け る 代 用 乳 の 給 与 量 の 変 更 が 黒 毛 和 種 子 牛 の 発 育 と ス タ ー タ 摂 取 量 に お よ ぼ す 影 響 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・46 第 １ 節 ． 緒 言 第 ２ 節 ． 材 料 お よ び 方 法 第 ３ 節 ． 結 果 第 ４ 節 ． 考 察 第 ６ 章 総 合 討 論 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・59 第 １ 節 ． 黒 毛 和 種 経 産 牛 か ら 新 生 子 牛 へ の 免 疫 グ ロ ブ リ ン G お よ び 免 疫 グ ロ ブ リ ン A の 移 行 第 ２ 節 ． 代 用 乳 の 原 料 ，粗 タ ン パ ク 質 濃 度 お よ び 給 与 量 が 異 な る こ と に よ る 黒 毛 和 種 子 牛 の 発 育 お よ び 飼 料 摂 取 量 へ の 影 響 第 ３ 節 ． ホ エ ー タ ン パ ク 質 に よ る 黒 毛 和 種 子 牛 の 腸 管 に お け る 免 疫 グ ロ ブ リ ン A 産 生 効 果 謝 辞 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・67 引 用 文 献 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・68

1 第 １ 章 緒 言 第 １ 節 ． 新 生 子 牛 の 免 疫 の 獲 得 畜 産 業 に お い て ， 新 生 個 体 に 免 疫 を 獲 得 さ せ る こ と は ， 感 染 症 を 予 防 す る 上 で 最 も 重 要 で あ り ， 感 染 症 の 罹 患 率 や そ れ に よ る 致 死 率 を 低 下 さ せ る こ と は ， 畜 産 経 営 を 安 定 化 す る た め に 必 須 の 課 題 で あ る ． 免 疫 の 獲 得 方 法 は 動 物 種 に よ っ て 異 な る が ， 子 牛 は ， 胎 児 期 に 胎 盤 経 由 に よ る 母 牛 抗 体 の 移 行 が 行 わ れ な い た め ， 出 生 後 に 初 乳 か ら 抗 体 を 経 口 摂 取 し ， 受 動 免 疫 を 獲 得 す る 必 要 が あ る （Kruse 1983 ; Lorenz et al. 2011 ; Pakkanen and Aalto 1997 ; Vogels et al. 2013 ; Weaver et al. 2000）． 受 動 免 疫 と は ， 体 外 か ら の 移 行 抗 体 に よ り 獲 得 し た 免 疫 の こ と で ， 白 血 球 の 貪 食 作 用 も 抗 体 産 生 能 も 未 発 達 の 子 牛 に と っ て は 外 部 か ら の 病 原 体 の 侵 入 に 対 抗 す る た め に 欠 か せ な い も の で あ る ． 子 牛 が 獲 得 す る 免 疫 物 質 は 免 疫 グ ロ ブ リ ン （Ig） と 呼 ば れ ， IgA ， IgG， IgM な ど に 分 類 さ れ ， そ の 中 で IgG が 初 乳 中 に 最 も 多 量 に 含 ま れ て い る ． 受 動 免 疫 は 生 後 4 ～6 週 齢 ほ ど で 消 失 し （ 久 馬 ら 1981 ; 久 馬 1982）， そ れ に 伴 っ て 子 牛 自 身 の 能 動 免 疫 が 開 始 さ れ ， 病 原 体 等 へ の 抵 抗 性 を 獲 得 し て い く ． 子 牛 の 受 動 免 疫 は ， 摂 取 し た 初 乳 の 質 や 量 （Vogels et al. 2013）， 出 生 か ら 摂 取 ま で の 経 過 時 間 が 関 係 し て お り ， 子 牛 に 十 分 な 受 動 免 疫 を 獲 得 さ せ る に は ， 免 疫 グ ロ ブ リ ン を 多 量 に 含 む 高 品 質 な 初 乳 を 生 後 で き る だ け 早 い 時 間 に 給 与 す る こ と が 必 要 で あ る （Neave et al. 2013; Stott et al. 1979a,c ）．

牛 の 初 乳 中 に 含 ま れ る 免 疫 グ ロ ブ リ ン は IgG が 大 半 を 占 め て お り ，IgA や IgM は 少 な い （Stelwagen et al. 2009）． 初 乳 中 の 免 疫 グ ロ ブ リ ン は 血 中 や 乳 腺 の 形 質 細 胞 で 産 生 さ れ る と 考 え ら れ て お り ， 免 疫 グ ロ ブ リ ン は 乳 腺 上 皮 細 胞 か ら 初 乳 中 へ 分 泌 さ れ る （Stelwagen et al. 2009）． 乳 腺 上 皮 細 胞 に は IgG 受 容 体 が 存 在 し ， IgG は こ の 受 容 体 を 介 し て 初 乳 中 へ 分 泌 さ れ る ．IgA は 乳 腺 の 形 質 細 胞 で 産 生 さ れ ， 乳 腺 上 皮 細 胞 の 重 合 体 Ig 受 容 体 と 結 合 し ，2 量 体 と し て 乳 腺 の 腺 房 管 腔 に 放 出 さ れ（ Stelwagen et al. 2009）， 初 乳 中 に 分 泌 さ れ る ． 初 乳 へ の IgG お よ び IgA 輸 送 に 関 わ る 受 容 体 の 発 現 や そ の 調 節 は ， 分 娩 時 を 中 心 と し た 母 牛 の 内 分 泌 の 変 化 に よ っ て 制 御 さ れ て い る と 考 え ら れ て い る （Stelwagen et al. 2009）．

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免 疫 グ ロ ブ リ ン は 分 子 量 が 大 き く ， 育 成 牛 や 成 牛 の 腸 管 膜 は 通 過 で き な い が ， 生 後 す ぐ の 新 生 子 牛 で は 分 子 量 の 大 き な タ ン パ ク 質 も 取 り 込 む こ と が で き る ピ ノ サ イ ト ー シ ス の 働 き に よ り 腸 管 か ら の 免 疫 グ ロ ブ リ ン の 吸 収 が 可 能 で あ る （Broughton and Lecce 1970 ）． 新 生 子 牛 が 腸 管 か ら 免 疫 グ ロ ブ リ ン を 体 内 へ 取 り 込 む こ と が で き る の は 出 生 後 24 時 間 程 度 で あ る と い わ れ て お り（ Matte et al. 1982 ; Stott et al. 1979b）， 出 生 後 24 時 間 か ら 36 時 間 の 間 に 吸 収 能 は 低 下 す る と 報 告 さ れ て い る（ Kruse 1983）． Chigerwe et al.（ 2008 ） は ， 初 乳 の 初 回 給 与 が 生 後 14 時 間 後 で あ っ た 子 牛 の 免 疫 移 行 不 全 の 割 合 は ， 初 回 給 与 が 生 後 6 時 間 後 で あ っ た 子 牛 と 比 較 し て 2 倍 で あ っ た と 報 告 し て い る ． ま た ， 初 乳 を 給 与 さ れ な か っ た 乳 用 雌 子 牛 の 21 日 齢 ま で の 致 死 率 は ， 生 後 6 時 間 以 内 に バ ケ ツ や ボ ト ル で 初 乳 を 給 与 さ れ た 子 牛 に 比 べ て 74 倍 高 か っ た と の 報 告 も み ら れ る （Wells et al. 1996）． 初 乳 は 免 疫 グ ロ ブ リ ン の 他 に も 炭 水 化 物 ， 脂 質 ， ミ ネ ラ ル ， ビ タ ミ ン の 供 給 源 と し て 重 要 で あ り ， さ ら に ホ ル モ ン 類 ， 成 長 因 子 ， サ イ ト カ イ ン ， 酵 素 な ど が 含 ま れ て い る た め （Blum and Hammon 2000 ; Blum 2006 ; Campana and Baumrucker 1995; Koldovsky 1989）， 子 牛 に と っ て 免 疫 獲 得 の み な ら ず 成 長 に も 欠 か せ な い も の で あ る ． こ れ ら の 物 質 は 子 牛 の 栄 養 吸 収 の 機 構 に と っ て 重 要 な 腸 管 粘 膜 の 成 長 因 子 1， 2 お よ び イ ン ス リ ン の レ セ プ タ ー の 増 殖 に 関 わ っ て い る （Hammon and Bl um 2002）． 牛 の 初 乳 は ， 肉 用 種 と 乳 用 種 で は 成 分 含 量 が 異 な り ， 免 疫 を つ か さ ど る IgG1 濃 度 に つ い て は ， 肉 用 種 が 乳 用 種 よ り も 高 い と い わ れ て い る （Lorenz et al. 2011 ）． 小 原 ら（2004）は 肉 用 種 で あ る 黒 毛 和 種 の 初 乳 の IgG 濃 度 が ホ ル ス タ イ ン 種 よ り も 有 意 に 高 い と 報 告 し て い る ． さ ら に ， 高 産 次 の 母 牛 の 初 乳 の ほ う が IgG1 含 量 は 多 い 傾 向 が あ る （Conneely et al. 2013; 福 島 ら 2004）． 分 娩 後 の 子 牛 の 初 乳 摂 取 は ， 黒 毛 和 種 で は 母 子 を 同 居 さ せ た ま ま 自 然 ほ 乳 に よ っ て 摂 取 さ せ る 方 法 が 一 般 的 で あ る ． し か し な が ら ，IgG 含 量 が 低 い 場 合 ， 血 液 が 混 入 し て い る 場 合 ， 乳 房 炎 発 症 な ど の 理 由 か ら 初 乳 が 低 品 質 で あ る 場 合 ， お よ び 難 産 等 の 分 娩 事 故 に よ り 母 牛 が 初 乳 を 給 与 で き る 状 態 で な い 場 合 な ど に は ， 新 生 子 牛 は 免 疫 獲 得 が で き ず ， 感 染 症 の 発 生 や へ い 死 の 危 険 性 が 高 ま る こ と が 知 ら れ て い る ． さ ら に ， 初 乳 中 に バ ク テ リ ア が 存 在 す る こ と に よ り ， 抗 体 の 血 中 へ の 取 り 込 み が 減 少 す る 可 能 性 が 指 摘 さ れ て い る （James et al. 1981 ）．

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子 牛 の 免 疫 を つ か さ ど る 主 な 物 質 は IgG や IgA で あ る が ， IgG は 血 液 中 に 存 在 し て ウ イ ル ス ， 細 菌 な ど の 病 原 体 に 抵 抗 す る 全 身 の 液 性 免 疫 を 担 い ， 一 方 で IgA は 腸 管 粘 膜 に 局 在 し て 下 痢 な ど の 感 染 症 を 引 き 起 こ す 病 原 体 や 毒 素 に 対 し て 抵 抗 性 を 示 す と さ れ て い る （ 安 部 2008 ; 林 2008）． IgG と IgA の 抗 体 と し て の 働 き は 異 な り ， IgG は 病 原 体 な ど の 抗 原 に 直 接 結 合 し て マ ク ロ フ ァ ー ジ や 好 中 球 に よ り 貪 食 さ れ ，IgA は 病 原 体 の コ ロ ニ ー 形 成 阻 害 や 毒 素 中 和 の た め に 凝 集 す る 働 き を 持 つ （Sordillo et al. 1997）． 出 生 時 に は ， 子 牛 の 腸 管 で 免 疫 を 担 う 主 体 と な る パ イ エ ル 板 に は IgG や IgA を 産 生 す る 抗 体 産 生 細 胞 は す で に 存 在 す る が ，生 後 20 日 齢 頃 ま で は IgG mRNA や IgA mRNA を 発 現 し て い る 細 胞 は ほ と ん ど 観 察 さ れ ず（ 保 田 2013 ），抗 体 の 産 生 は 極 め て ま れ で あ る ．し か し ，生 後 1 ヶ 月 前 後 か ら パ イ エ ル 板 の リ ン パ 濾 胞 内 で は ，IgG mRNA や IgA mRNA を 発 現 し て い る 細 胞 が 多 数 観 察 さ れ る よ う に な り ，抗 体 産 生 が 開 始 さ れ て い る と 考 え ら れ て い る（ 保 田 2013）．新 生 子 牛 の 血 中 の IgG 濃 度 は ，摂 取 し た 初 乳 の IgG 含 量 や 初 乳 給 与 ま で の 時 間 に 左 右 さ れ （ Rajala and Castren 1995 ）， 子 牛 の 血 清 中 の 免 疫 グ ロ ブ リ ン 濃 度 が 10 g/L 未 満 で あ る 状 態 は ，初 乳 か ら の 免 疫 グ ロ ブ リ ン の 吸 収 が 不 全 で あ り ， 免 疫 移 行 不 全 で あ る と 定 義 さ れ （Vogels et al. 2013）， 疾 病 罹 患 率 や 死 亡 率 が 高 く な る と い わ れ て い る （Weaver et al. 2000）． ア メ リ カ の 調 査 で は ， 乳 用 牛 の 子 牛 の う ち 19～ 37 %が 免 疫 移 行 不 全 で あ る と 報 告 さ れ て お り ，Waldner and Rosengren （ 2009 ） は 子 牛 の 血 清 IgG 濃 度 が 10 g/L 未 満 で あ る 場 合 ， 死 亡 率 は 1.6 倍 高 く な る と 報 告 し て い る ． 近 年 の 研 究 か ら ， 子 牛 の 生 後 1～ 7 日 間 の 血 清 IgG 濃 度 は 10 mg/ml 以 上 が 望 ま し く ，そ の た め に は 生 後 1～ 2 時 間 の 間 に IgG を 50 mg/ml 以 上 含 む 初 乳 を 3～ 4 リ ッ ト ル 給 与 す る こ と が 推 奨 さ れ て い る （ Chigerwe et al. 2008; Godden et al. 2009a; Godden et al. 2009b; Weaver et al. 2000）．

新 生 子 牛 は さ ま ざ ま な 病 原 体 に 曝 露 さ れ る 可 能 性 が 高 く ，特 に 下 痢 の 発 生 に よ る 損 耗 や へ い 死 が 問 題 と な っ て い る ． 下 痢 な ど の 消 化 器 疾 病 を 起 こ す 病 原 体 に 抵 抗 す る た め に は ， 腸 管 の IgA 含 量 を 高 め る 必 要 が あ る ． IgA が 腸 管 を は じ め と す る 粘 膜 免 疫 の 中 心 で あ る こ と は 半 世 紀 以 上 前 か ら 知 ら れ て い る が ，IgA の 産 生 機 構 な ら び に 病 原 体 や 毒 素 の 捕 捉 と 凝 集 以 外 の 目 的 で 腸 管 内 に 分 泌 さ れ る 役 割 に つ い て は ， こ れ ま で あ ま り 知 ら れ て い な か っ た ． し か し な が ら ， 近 年 ， マ ウ ス を 用 い た 実 験 で 急 速 に そ の 機 構 や

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役 割 の 解 明 が 進 ん で い る ．IgA は 腸 の 粘 膜 固 有 層 の パ イ エ ル 板 や リ ン パ 濾 胞 に お い て IgA+_{B 細 胞 や IgA}+_{形 質 細 胞 か ら 産 生 さ れ る ．IgA}+_{B 細 胞 は IgM}+_{B 細 胞 の ク ラ ス ス イ} ッ チ に よ り 誘 導 さ れ ， さ ら に IgA+_{B 細 胞 は サ イ ト カ イ ン の 働 き に よ り IgA}+_{形 質 細 胞} へ と 分 化 す る ．IgM+_{B 細 胞 が IgA}+_{B 細 胞 へ 誘 導 さ れ る に は ，T 細 胞 依 存 性 お よ び 樹 状} 細 胞 の 抗 原 提 示 に よ る T 細 胞 非 依 存 性 の 2 つ の 経 路 が あ る ．ど ち ら の 経 路 に お い て も ， IgM+_{B 細 胞 は 分 化 に 必 要 な 酵 素 で あ る 活 性 化 誘 導 シ チ ジ ン デ ア ミ ナ ー ゼ を 産 生 し ，形} 質 転 換 成 長 因 子 β の 影 響 を 受 け て IgA+_{B 細 胞 へ と ク ラ ス ス イ ッ チ す る （ Fagarasan} and Honjo 2003）． 牛 の パ イ エ ル 板 は 回 腸 終 末 部 に 帯 状 に 発 達 し ， 外 来 抗 原 に 抵 抗 す る た め の 免 疫 応 答 を 誘 導 す る 主 要 部 位 で あ る （ 野 地 と 清 野 2008）．こ の パ イ エ ル 板 で 産 生 さ れ た IgA+_{B 細 胞 は 腸 間 膜 リ ン パ 節 へ 移 行 し ，そ こ で さ ら に 増 殖 し て ，IgA}+_{形 質} 細 胞 へ と 分 化 す る ．こ の IgA+_{形 質 細 胞 は 胸 管 と 血 液 を 経 て 腸 の 粘 膜 固 有 層 へ と 優 先 的} に 戻 っ て く る ． こ の 現 象 は ホ ー ミ ン グ と 呼 ば れ ， パ イ エ ル 板 や 腸 間 膜 リ ン パ 節 の 樹 状 細 胞 に よ り 誘 導 さ れ る （Fagarasan and Honjo 2003）． ま た ， ビ タ ミ ン A 代 謝 産 物 の レ チ ノ イ ン 酸 は IgM+_{B 細 胞 の IgA へ の ク ラ ス ス イ ッ チ や T 細 胞 ， B 細 胞 お よ び IgA} 抗 体 産 生 細 胞 の ホ ー ミ ン グ を 誘 導 す る 役 割 を 持 つ こ と が 明 ら か と な っ て き た （Mora and von Andrian 2009）．さ ら に ， T 細 胞 依 存 性 の IgA+_{形 質 細 胞 前 駆 体 の 産 生 機 構 が} 働 く 際 に 片 利 共 生 バ ク テ リ ア が 引 き 金 と な る こ と も 報 告 さ れ て い る （Suzuki and Nakajima 2014）．こ の よ う に ，IgA に つ い て は 産 生 機 序 の 解 明 に 関 す る 研 究 報 告 は 見 ら れ る が ，子 牛 の 腸 管 で の IgA 産 生 量 や 糞 へ の IgA 排 出 量 を 調 査 し た 先 行 研 究 や ，腸 管 IgA 含 量 を 向 上 さ せ る 具 体 的 な 手 法 等 に つ い て の 報 告 は 見 ら れ な い ． 第 ２ 節 ． 黒 毛 和 種 子 牛 の ほ 乳 の 現 状 近 年 ， 黒 毛 和 種 の 繁 殖 経 営 で は ， 繁 殖 サ イ ク ル を 早 め て 効 率 化 す る こ と に よ る 経 営 改 善 が 図 ら れ て お り ， そ の 手 法 の 一 つ と し て ， 母 子 の 早 期 分 離 が 試 み ら れ て い る ． 従 来 の 黒 毛 和 種 の 繁 殖 経 営 で は ， 新 生 子 牛 は 母 牛 と 隔 離 せ ず に 離 乳 ま で の 3～ 6 ヶ 月 間 同 居 さ せ ， 自 然 ほ 乳 に よ っ て 育 て る 飼 養 管 理 が 一 般 的 に 行 わ れ て き た ． し か し ， 子 牛 を 母 牛 と 同 居 さ せ ， 自 然 ほ 乳 に よ っ て 飼 養 す る と ， 子 牛 が 摂 取 し て い る 母 乳 量 が 不 明 で あ る た め 発 育 不 良 が 起 き る 可 能 性 が 高 く ， 感 染 症 を 引 き 起 こ す さ ま ざ ま な 病 原 体 へ

5 の 曝 露 の 機 会 も 増 え て ， 子 牛 が 下 痢 や 呼 吸 器 病 等 で 損 耗 し 発 育 が 遅 滞 す る な ど ， 改 善 す べ き 問 題 が し ば し ば 生 じ て い た ． さ ら に ， 母 牛 の 分 娩 効 率 を 向 上 さ せ る た め に ， 卵 巣 機 能 の 回 復 を 早 め て 発 情 の 早 期 回 帰 を 促 進 す る に は ， 分 娩 後 早 期 の 母 子 分 離 が よ い と 考 え ら れ て い る （ 福 島 ら 1998）． ま た ， 近 年 は 繁 殖 技 術 の 向 上 に よ っ て ， 乳 用 牛 へ の 受 精 卵 移 植 に よ る 黒 毛 和 種 子 牛 の 生 産 も 増 加 し ， 酪 農 家 が 黒 毛 和 種 子 牛 を ほ 乳 す る 機 会 も 増 え て い る ． こ の よ う な 背 景 か ら ， 母 牛 か ら 分 離 し た 黒 毛 和 種 子 牛 の ほ 乳 技 術 と 発 育 に 関 す る 知 見 や 情 報 の 必 要 性 が 増 し て き て い る た め ， 多 く の 府 県 で 黒 毛 和 種 子 牛 の 早 期 母 子 分 離 や 人 工 ほ 乳 に よ る 飼 養 管 理 に 関 す る 研 究 が 進 め ら れ て い る ． 子 牛 を 人 工 ほ 乳 で 育 て る と ， 発 育 の 斉 一 性 の 向 上 ， 感 染 症 罹 患 リ ス ク の 低 減 ， 罹 患 牛 の 治 療 の 易 化 ，ス タ ー タ 摂 取 に よ る 第 一 胃 の 発 達 促 進 な ど が 可 能 と な る た め ，近 年 ， 代 用 乳 の 給 与 に よ る 人 工 ほ 乳 が 多 数 行 わ れ る よ う に な っ て き た と い わ れ て い る ． し か し ， 代 用 乳 を 製 造 す る 各 メ ー カ ー の パ ッ ケ ー ジ に 記 載 さ れ て い る 給 与 方 法 は ， 乳 用 牛 の 子 牛 用 の マ ニ ュ ア ル を ベ ー ス と し て い る と 考 え ら れ ， そ の 給 与 方 法 が 黒 毛 和 種 子 牛 へ の ほ 乳 パ タ ー ン と し て 適 切 で あ る か ど う か ， 不 明 な 点 も 多 い ． さ ら に 子 牛 の 人 工 ほ 乳 に 関 す る 正 し い 情 報 が 農 家 に 伝 わ っ て お ら ず ， 飼 養 管 理 の 失 宜 に よ り 深 刻 な 問 題 を も た ら す こ と も あ る ． た と え ば ， 多 量 の 代 用 乳 を 長 期 間 給 与 し て 下 痢 を 引 き 起 こ す よ う な 飼 養 管 理 が 散 見 さ れ る ほ か ， ほ 乳 期 間 中 に ス タ ー タ 摂 取 を 促 し て い な い た め に 離 乳 時 期 に お い て も 必 要 量 の ス タ ー タ を 食 べ き る こ と が で き な い 子 牛 が い る こ と は ， 代 用 乳 の 給 与 量 や 離 乳 の タ イ ミ ン グ お よ び ス タ ー タ 給 与 に 関 し て ， 依 然 と し て 見 直 し や 改 善 す べ き 点 が あ る こ と を 示 し て い る ． 黒 毛 和 種 子 牛 の 発 育 遅 滞 は ， 下 痢 に よ る 損 耗 で あ る 場 合 が 多 い と い わ れ （ 小 形 2009 ）， 海 外 と 同 様 に ほ 乳 期 の 子 牛 の 下 痢 は 問 題 と な っ て い る （ Perez et al. 1990; Schumann et al. 1990; Vogels et al. 2013）． 子 牛 の 治 療 内 容 に 占 め る 下 痢 の 割 合 は ， 生 後 4 週 齢 頃 ま で は 50 % 以 上 で あ り ， 他 の 疾 病 と 比 較 し て 圧 倒 的 に 多 い （ 福 島 ら 2009 ）． ほ 乳 中 の 子 牛 は ， 病 原 性 微 生 物 に よ る 感 染 性 下 痢 の ほ か ， 消 化 不 良 に よ る 食 餌 性 下 痢 を 起 こ す こ と も あ り（ 福 島 2014; 小 形 2009; 山 田 2 014 ），い ず れ の 場 合 も ， 腸 管 粘 膜 が 損 傷 し ， 栄 養 吸 収 が 阻 害 さ れ る こ と で 発 育 に 必 要 な 栄 養 分 が 不 足 し て ， 増 体 が 低 下 す る と 考 え ら れ て い る ． ま た ， 栄 養 失 調 に な る こ と は 免 疫 能 の 低 下 を 招 き ，

6 呼 吸 器 病 な ど の 他 の 感 染 症 を 引 き 起 こ す こ と に も つ な が る た め ， 下 痢 の 予 防 は 重 要 で あ る ． 下 痢 を 発 症 し た 子 牛 に は ， 断 乳 処 置 や 抗 生 物 質 投 与 等 の 対 処 が と ら れ て い る が ， こ れ ら の 対 処 法 は 子 牛 の 栄 養 不 足 や 腸 内 細 菌 叢 の 死 滅 に よ る 腸 内 環 境 の 悪 化 を も た ら す と 考 え ら れ る ． 抗 生 物 質 の 投 与 は ， 生 菌 剤 や 漢 方 薬 お よ び 消 化 酵 素 剤 の 投 与 に 比 べ ， 治 療 期 間 が 延 長 す る こ と が 報 告 さ れ て い る （ 山 田 2014）．こ の よ う な 薬 剤 に よ る 治 療 を 行 う 現 状 に 対 し ，筆 者 は ，代 用 乳 の 質 自 体 を 改 善 す る こ と で ほ 乳 子 牛 の 免 疫 を 高 め ， 下 痢 の 発 症 を 抑 え る よ う な 方 向 性 も 検 討 す べ き で あ る と 考 え て い る ． し た が っ て ， 子 牛 の ス ム ー ズ な 発 育 と 下 痢 防 止 お よ び 第 一 胃 発 達 の た め に ， 新 た な 原 材 料 を 用 い た 代 用 乳 を 開 発 し ， 最 適 な 粗 タ ン パ ク 質 濃 度 や 給 与 量 を 検 討 す る こ と は ， 畜 産 業 で の 子 牛 生 産 に お い て 研 究 す べ き 課 題 で あ る と 位 置 づ け ら れ る ． 第 ３ 節 ． 代 用 乳 の 現 状 子 牛 の 代 用 乳 は ， こ れ ま で ， ホ ル ス タ イ ン 種 子 牛 用 の 商 品 が 主 流 で あ っ た が ， 黒 毛 和 種 子 牛 用 の 代 用 乳 も 徐 々 に 商 品 化 が 進 み ， 複 数 の メ ー カ ー が 商 品 を 販 売 し て い る も の の ， そ の 成 分 や 給 与 方 法 の 確 立 に つ い て は ま だ 開 発 段 階 で あ る ． 黒 毛 和 種 の 子 牛 の 生 時 体 重 は ホ ル ス タ イ ン 種 に 比 べ て 小 さ く ， 摂 取 で き る 代 用 乳 の 量 も 少 な い た め ， ホ ル ス タ イ ン 種 と 同 じ 代 用 乳 で は エ ネ ル ギ ー 不 足 に 陥 り や す い の で は な い か と い わ れ て い る ． そ の た め ， 黒 毛 和 種 子 牛 用 に TDN 含 量 を 増 加 さ せ た 代 用 乳 の 開 発 が 試 み ら れ て お り ， 一 部 の メ ー カ ー で は タ ン パ ク 質 含 量 は 高 い が 脂 肪 含 量 は 過 度 に 高 め ず ， 過 肥 に な り に く い 代 用 乳 が 提 案 さ れ て い る ． 一 般 に 代 用 乳 の 原 材 料 は 脱 脂 乳 が 主 体 で ， 粗 タ ン パ ク 質 は 24～ 26 %， 希 釈 倍 率 は 6～ 7 倍 ， 給 与 量 は 1 日 2 回 ， 各 3 リ ッ ト ル 程 度 と 設 定 し て い る も の が 多 い ． 原 材 料 の 脱 脂 乳 は ， 近 年 の 畜 産 物 価 格 高 騰 の 影 響 で 高 コ ス ト と な っ て お り ，新 た な 原 材 料 を 用 い た 代 用 乳 の 開 発 が 模 索 さ れ て い る ．そ の 中 で ， 筆 者 は ， 牛 乳 由 来 の 物 質 と し て ， チ ー ズ の 製 造 副 産 物 で あ る ホ エ ー （ 乳 清 ） タ ン パ ク 質 が 注 目 す べ き 素 材 で あ る と 考 え て い る ． ホ エ ー タ ン パ ク 質 は 牛 乳 の 全 タ ン パ ク 質 の 約 20 %を 占 め ，β ‐ ラ ク ト グ ロ ブ リ ン ，α ‐ ラ ク ト ア ル ブ ミ ン ，免 疫 グ ロ ブ リ ン 等 を 有 し て い る ． ホ エ ー の 乾 物 重 量 当 た り の IgG， 粗 タ ン パ ク 質 含 量 は カ ゼ イ ン よ り も 有

7 意 に 高 く ，IgG 含 量 は ホ ル ス タ イ ン 種 の 初 乳 よ り も 有 意 に 高 い と 報 告 さ れ て い る （Neave et al. 2013）． ホ エ ー タ ン パ ク 質 は 必 須 ア ミ ノ 酸 を 豊 富 に 含 み ， 筋 タ ン パ ク 質 合 成 を 促 進 す る 分 岐 鎖 ア ミ ノ 酸 の 供 給 源 と し て も 優 れ て お り ， 窒 素 供 給 源 と し て の 価 値 を 示 す タ ン パ ク 質 効 率 や 生 物 価 が 高 い （ 山 口 2005）． タ ン パ ク 質 効 率 は ， 摂 取 し た タ ン パ ク 質 量 に 対 す る 体 重 の 増 加 量 で 表 さ れ ， そ の 値 は カ ゼ イ ン が 2.5 で あ る の に 対 し ， ホ エ ー タ ン パ ク 質 は 3.0 と 高 い ． ま た ， 吸 収 さ れ た 窒 素 量 に 対 し て 体 内 に 保 持 さ れ た 窒 素 量 の 割 合 を 示 す 生 物 価 は ，カ ゼ イ ン 71 に 対 し て ，ホ エ ー タ ン パ ク 質 は 104 と 高 く ， ホ エ ー タ ン パ ク 質 の 栄 養 的 価 値 が カ ゼ イ ン よ り も 高 い こ と が 報 告 さ れ て い る （ 山 口 2005）．チ ー ズ 製 造 工 程 で 排 出 さ れ る ホ エ ー は 廃 棄 さ れ る こ と も 多 く ，現 在 そ の 利 用 法 が 研 究 さ れ て い る ． 人 工 ほ 乳 に 用 い る 代 用 乳 は ， 粗 タ ン パ ク 質 濃 度 や 粗 脂 肪 濃 度 の 割 合 を 調 整 し て 製 造 さ れ て い る ． 海 外 で は 代 用 乳 の タ ン パ ク 質 源 に つ い て も 研 究 が 行 わ れ て お り ， 脱 脂 乳 や ホ エ ー タ ン パ ク 質 ， 大 豆 タ ン パ ク 質 な ど が 主 な 原 料 と し て 用 い ら れ て お り ， 原 料 の 違 い が 子 牛 の 発 育 等 に 及 ぼ す 影 響 が 調 べ ら れ て い る ．Terosky et al.（ 1997 ） は ホ ル ス タ イ ン 種 の 雄 子 牛 16 頭 を 用 い て ， 原 料 と し て 脱 脂 乳 と ホ エ ー タ ン パ ク 質 の 比 率 を 変 え た 代 用 乳 4 種 の ほ 乳 試 験 を 行 っ て い る ． 代 用 乳 の 原 料 の 構 成 比 は ， 脱 脂 乳 ： ホ エ ー タ ン パ ク 質 を 100： 0， 67： 33， 33： 67 お よ び 0： 100（ 粗 タ ン パ ク 質 は そ れ ぞ れ 20.6 % ， 21.2 %， 21.2 % お よ び 20.7 %） の 4 種 に 設 定 し ， 4 頭 ×4 区 の 配 置 で 8 週 齢 ま で ほ 乳 し ，子 牛 の 発 育 ，健 康（ 糞 便 ス コ ア ）お よ び 見 か け の 消 化 率 を 調 べ て い る が ， 代 用 乳 原 料 構 成 比 の 違 い に よ る 差 は 見 ら れ ず ， 糞 便 ス コ ア に も 差 は な か っ た と 報 告 し て い る ． こ の 試 験 の の ち ， Lammers et al.（ 1998） は ， 脱 脂 乳 と ホ エ ー タ ン パ ク 質 の 比 率 が Terosky et al.（ 1997） が 用 い た 代 用 乳 と 同 じ で あ る 代 用 乳 4 種 （ い ず れ も 粗 タ ン パ ク 質 22 %，粗 脂 肪 18 %）用 い て 64 頭 の ホ ル ス タ イ ン 種 子 牛 を ほ 乳 し ，発 育 成 績 ， 血 液 代 謝 お よ び 糞 便 性 状 （ ス コ ア ） を 調 べ て い る ． 結 果 は ， 糞 便 ス コ ア に 差 は 見 ら れ な か っ が ， ホ エ ー タ ン パ ク 質 の 比 率 が 大 き い 代 用 乳 を 用 い た 区 で 子 牛 の 平 均 1 日 増 体 量 が 大 き く な り ， ま た ， 同 区 に お い て 血 漿 グ ル コ ー ス 濃 度 は 子 牛 の 体 高 と 関 係 が 見 ら れ た ． こ れ ら の こ と か ら ，Lammers et al.（ 1998） は ， Terosky et al.（ 1997） の 試 験 で は 用 い た 子 牛 が 各 区 4 頭 で あ り 供 試 頭 数 が 少 な い た め ， 原 料 構 成 比 が 子 牛 の

8 発 育 に 影 響 を 及 ぼ さ な い と 結 論 付 け る に は 困 難 が あ る と 指 摘 し て い る ． 代 用 乳 の 粗 タ ン パ ク 質 濃 度 は ，子 牛 の 発 育 に 影 響 を 及 ぼ す と 考 え ら れ ，Blome et al. （2003） は 粗 タ ン パ ク 質 濃 度 を 16.1 %， 18.5 % ， 22.9 %お よ び 25.8 %の 4 段 階 に 設 定 し ， ホ ル ス タ イ ン 種 の 雄 子 牛 で ほ 乳 試 験 を 行 っ て い る ．6 週 齢 ま で ほ 乳 し た 子 牛 の 増 体 と 飼 料 効 率 は ， 粗 タ ン パ ク 質 濃 度 が 大 き く な る ほ ど 高 く な り ， 体 長 ， 体 高 ， 心 臓 周 囲 長 も 増 加 し て い た ． こ の よ う に ， 代 用 乳 の 原 料 や 粗 タ ン パ ク 質 濃 度 は 子 牛 の 発 育 に 影 響 を 及 ぼ す こ と が 示 さ れ て い る ． 第 ４ 節 ． 子 牛 の 免 疫 と ほ 乳 に 関 す る 先 行 研 究 １ ． 子 牛 の 免 疫 新 生 子 牛 が 母 牛 の 初 乳 を 介 し て 抗 体 を 受 け 取 る こ と は ，1892 年 に Ehrlich が 記 し て い る （Bush and Staley 1980 ）． そ の 後 ， 1921 年 に How が 詳 細 を 解 明 し ， 1922 年 に Smith と Little が ， ま た 1925 年 に Smith と Orcutt が 初 乳 の 重 要 性 を 指 摘 し て い る （Bush and Staley 1980 ）． 免 疫 の 主 体 と な る IgG の 含 量 に つ い て ， Conneely et al. （2013）は ホ ル ス タ イ ン 種 ，ジ ャ ー ジ ー 種 ，ホ ル ス タ イ ン 種 と 他 乳 用 種 と の 交 雑 種 等 ， 704 頭 の 乳 用 牛 の 初 乳 の IgG 濃 度 を 調 査 し て お り ， IgG の 平 均 濃 度 は 112±51 g/ L， 分 布 域 は 13～ 256 g/ L で あ り ， サ ン プ ル の 96 %が IgG 濃 度 50 g/L 以 上 で あ っ た と 報 告 し て い る ． 新 生 子 牛 へ の 抗 体 移 行 に つ い て ， 海 外 で は ホ ル ス タ イ ン 種 の 子 牛 を 用 い た 研 究 が 行 わ れ て い る ． 新 生 子 牛 は 初 乳 を 摂 取 し て 免 疫 グ ロ ブ リ ン を 体 内 に 取 り 込 む が ， そ の 取 り 込 み 量 は ， 初 乳 を 摂 取 す る 際 の さ ま ざ ま な 条 件 に よ っ て 変 化 す る こ と が 明 ら か と な っ て い る ．

Stott et al.（ 1979a ） は ， 新 生 子 牛 が 初 乳 か ら 十 分 な IgG 量 を 得 る た め の 初 乳 摂 取 時 刻 は ， 生 後 12 時 間 目 が 境 界 で あ り ， 摂 取 し た 初 乳 の IgG が 血 中 へ 移 行 す る ピ ー ク は 摂 取 後 4 時 間 以 内 で あ る と 述 べ て い る ．ま た ，初 乳 の 給 与 量 と 血 清 中 の IgG 移 行 量 を 比 較 し た と こ ろ ，1 回 あ た り の 給 与 量 が 0.5 ， 1， 2 L で は ， 2 L の 場 合 が も っ と も 移 行 量 が 多 く ， 生 後 で き る だ け 早 く に 十 分 な 量 の 初 乳 を 給 与 す べ き で あ る と 結 論 付 け て

9 い る ．

Morin et al.（ 1997） は ， 初 乳 の 質 と 血 清 IgG 濃 度 の 関 係 を 調 べ ， IgG 含 量 の 低 い 初 乳 は 早 期 に 多 量 に 給 与 し て も 血 清 IgG 濃 度 は 上 が ら ず ，IgG 含 量 の 高 い 初 乳 は 給 与 量 が 増 加 す る こ と で 血 中 へ の 移 行 量 も 増 加 す る こ と を 報 告 し て い る ． Davenport et al.（ 2000 ） は ， 初 乳 に カ ゼ イ ン ま た は ホ エ ー タ ン パ ク 質 を 添 加 し た 場 合 の 子 牛 の 血 漿 IgG 濃 度 を 調 べ て い る ．初 乳 の み よ り も ホ エ ー タ ン パ ク 質 を 添 加 し た ほ う が 血 漿 IgG 濃 度 の 上 昇 は 早 く ，逆 に カ ゼ イ ン を 添 加 し た 場 合 は ，初 乳 の み よ り も 血 漿 IgG 濃 度 が 低 下 す る と 報 告 し て い る ． Furman et al. （ 2011 ） は ， 生 後 30～ 60 時 間 の 子 牛 の 血 清 免 疫 グ ロ ブ リ ン 濃 度 を 測 定 し ， 濃 度 別 （< 5 g/L， 5～ 10 g/L， 10～ 15 g/L ， > 15 g/L） に グ ル ー プ 分 け を 行 っ て ，疾 病 の 発 生 率 と の 関 係 を 調 べ て い る ．免 疫 グ ロ ブ リ ン 濃 度 10 g/L 以 上 の 区 は 腸 疾 病 が 少 な く ，15 g/L 以 上 の 区 は 呼 吸 器 疾 病 が 少 な い と 報 告 し て い る ． 新 生 子 牛 が 初 乳 を 摂 取 し た 後 の 血 中 の 免 疫 グ ロ ブ リ ン 濃 度 と 総 タ ン パ ク 質 濃 度 に は 関 係 が あ る と 指 摘 さ れ て い る ．Quigley et al.（ 2002） は ， 生 後 8 時 間 ま で に 初 乳 代 用 物 ま た は 初 乳 サ プ リ メ ン ト を 給 与 し た 子 牛 の 生 後 24 時 間 時 点 で の 血 漿 中 の IgG と 総 タ ン パ ク 質 濃 度 を 測 定 し ， 両 者 に は 正 の 相 関 が あ る こ と を 示 し て い る ． Fiems et al.（ 1989） の 研 究 で は ， 50 頭 の ベ ル ジ ア ン ブ ル ー 種 を 用 い た ほ 乳 試 験 に お い て ， 生 後 40 日 の 間 に 6 頭 が 死 亡 し ， そ れ ら 6 頭 の 10 日 齢 で の 血 清 IgG 濃 度 は 7.06±1.89 mg/ml で あ り ， 生 き 残 っ た 44 頭 の 16.90 ±1.13 mg/ml と 比 較 し て 低 く ， さ ら に 免 疫 獲 得 の 判 断 基 準 と さ れ る 10 mg/ml も 下 回 っ て お り ， 初 乳 摂 取 に よ る IgG 獲 得 の 重 要 性 を 説 い て い る ． こ の よ う に ， 海 外 で の 乳 用 種 子 牛 を 用 い た 研 究 に お い て は ， 子 牛 へ の 免 疫 グ ロ ブ リ ン の 移 行 に 関 す る 報 告 が み ら れ る が ， 出 生 時 の 体 格 ， 体 重 や 母 牛 の 初 乳 の 成 分 が 異 な る 黒 毛 和 種 に つ い て は ， 免 疫 グ ロ ブ リ ン 移 行 に 関 す る 先 行 研 究 が 少 な い ． ま た ，IgA に つ い て は ， 腸 管 な ど の 粘 膜 免 疫 を 担 う 主 体 で あ る こ と は 知 ら れ て い た が ， 新 生 子 牛 が 初 乳 か ら 獲 得 す る 腸 管 の IgA 量 に つ い て は 報 告 が 少 な く ， さ ら に ， ほ 乳 子 牛 の 腸 管 の IgA 量 が 飼 料 原 料 に よ っ て 変 動 す る か に つ い て は 明 ら か と な っ て い な い ．

10 ２ ． 子 牛 の ほ 乳 代 用 乳 を 用 い た 子 牛 の 人 工 ほ 乳 に 関 す る 研 究 は ， ホ ル ス タ イ ン 種 で は 多 く 行 わ れ て い る ． 黒 毛 和 種 に つ い て は ， 従 来 の 飼 養 管 理 が 母 子 同 居 の 自 然 ほ 乳 で あ り ， 人 工 ほ 乳 に よ る 手 法 は 比 較 的 新 し い 技 術 あ る た め ， 先 行 研 究 は 少 な い が ， 国 内 各 地 の 畜 産 試 験 場 や 農 業 共 済 家 畜 診 療 所 等 に お け る 取 り 組 み が 報 告 さ れ て い る ． 但 馬 牛 の 産 地 で あ る 兵 庫 県 で は ， 自 然 哺 乳 に お い て 摂 取 量 が 少 な い 子 牛 へ 代 用 乳 を 追 加 給 与 し ， 発 育 改 善 を 図 る 研 究（ 野 田 ら 2006）や ，1 日 あ た り の 代 用 乳 の 給 与 量 と ほ 乳 回 数 の 違 い に よ る 発 育 へ の 影 響 を 調 べ た 研 究 （ 福 島 2009）， ま た ， 人 工 ほ 乳 を 行 っ た 子 牛 の 増 体 量 や 下 痢 の 発 生 率 お よ び 出 荷 成 績 な ど を 調 査 し た 研 究 （ 川 上 ら 2004 ） が 報 告 さ れ て い る ． 愛 知 県 で は ， 人 工 ほ 乳 に お け る 代 用 乳 の 給 与 量 の 変 更 が 子 牛 の 発 育 に 及 ぼ す 影 響 を 検 討 し て お り （ 森 下 ら 2004）， 岡 山 県 で は ， 代 用 乳 の 給 与 量 や ス タ ー タ の 給 与 方 法 が 子 牛 の 発 育 に 与 え る 影 響 を 調 べ て い る （ 笹 尾 ら 2009）． こ れ ら の 先 行 研 究 は ， い ず れ も 同 一 の 代 用 乳 に お け る 給 与 量 や 回 数 の 検 討 が 主 で あ り ， 粗 タ ン パ ク 質 濃 度 や 原 料 が 異 な る 代 用 乳 を 用 い て 発 育 を 比 較 検 討 し た 人 工 ほ 乳 試 験 の 例 は 見 ら れ な い ． 子 牛 の 人 工 ほ 乳 に 用 い る 器 具 に は ， 乳 首 が 付 い て い る ほ 乳 バ ケ ツ ， ほ 乳 び ん ， 普 通 の バ ケ ツ な ど が あ る が ，Rajala and Castren（ 1995） は ， 乳 用 子 牛 へ の ほ 乳 方 法 と 下 痢 発 生 の 割 合 の 関 係 を 調 査 し て い る ． こ れ ら の 子 牛 は 初 乳 か ら 獲 得 し た 免 疫 グ ロ ブ リ ン が 同 量 程 度 で あ っ た に も か か わ ら ず ， ほ 乳 バ ケ ツ に 比 べ て 普 通 の バ ケ ツ で ほ 乳 さ れ た 子 牛 の ほ う が 下 痢 の 発 生 が 3 倍 多 い こ と を 報 告 し て い る ．ほ 乳 バ ケ ツ で 飲 む こ と は ， 自 然 ほ 乳 の 形 態 に 近 く ， 一 口 で 摂 取 す る 乳 量 が 一 定 で あ り ， 子 牛 の 唾 液 の 分 泌 や ほ 乳 期 に 特 有 の 食 道 溝 の 反 射 を 促 し て い る 可 能 性 が 考 え ら れ る ．一 方 ，普 通 の バ ケ ツ で は ， 一 口 で 大 量 の 代 用 乳 を 飲 み こ ん で し ま う う え ， 摂 取 し た 代 用 乳 が ス ム ー ズ に 第 四 胃 ま で 流 れ 込 ま ず に ， 誤 っ て 第 一 胃 に 流 入 す る こ と な ど が 考 え ら れ る た め ， 何 ら か の 不 調 を 起 こ す 可 能 性 が あ る の で は な い か と 筆 者 は 考 え て い る ． Bartlett et al.（ 2006 ） は ， ホ ル ス タ イ ン 種 の 雄 子 牛 を 供 試 し て ， 粗 タ ン パ ク 質 濃 度 が 14 %， 18 %， 22 %お よ び 26 %の 代 用 乳 を 用 い ， 給 与 量 を 毎 週 ， 子 牛 の 体 重 の 12.5 % お よ び 17.5 %に 調 整 し た 2 つ の 給 与 パ タ ー ン を 設 定 し た 2×4 区 に 6 頭 ず つ 配 置 し た ほ 乳 試 験 を 行 っ て い る ． 給 与 量 の 増 加 に と も な っ て ， 平 均 1 日 増 体 量 や 飼 料 効

11 率 ， 血 漿 中 の 成 長 ホ ル モ ン （IGF -Ⅰ ） 濃 度 は 向 上 し ， ま た ， 代 用 乳 の 粗 タ ン パ ク 質 濃 度 が 増 加 す る と ， 平 均 1 日 増 体 量 や 体 長 ， 心 臓 周 囲 長 が 大 き く な っ た ． 子 牛 の 糞 便 は 多 給 区 で 軟 ら か い も の が 増 え る 傾 向 が あ っ た が ， 有 意 差 は な く ， 病 原 性 の 下 痢 で は な い と 考 え ら れ る と 報 告 し て い る ． Orihashi et al.（ 2012） は ， ホ ル ス タ イ ン 種 の 雄 子 牛 に 生 後 60 日 齢 ま で ， 粗 タ ン パ ク 質 濃 度 24 %お よ び 28 %の 代 用 乳 を ，1 日 あ た り そ れ ぞ れ 250 g×2 回（ 対 照 区 ）， お よ び 500 g×2 回 （ 増 量 区 ） 給 与 し ， 増 体 や 血 液 成 分 お よ び 血 中 IGF -Ⅰ 濃 度 を 調 べ て い る ． 子 牛 の 増 体 は ， 生 後 40 日 齢 ま で は 増 量 区 で 伸 び ， 血 中 IGF -Ⅰ 濃 度 も 増 量 区 で 高 く な っ た た め ， 代 用 乳 の 摂 取 量 が 増 加 す る こ と で 成 長 ホ ル モ ン の 分 泌 増 加 に 伴 う 成 長 促 進 が 起 こ る こ と が 示 唆 さ れ て い る ． 第 ５ 節 ． 研 究 目 的 本 研 究 で は ， ま ず 黒 毛 和 種 新 生 子 牛 が 初 乳 か ら 獲 得 す る 免 疫 グ ロ ブ リ ン の 濃 度 や 糞 便 性 状 と の 関 連 に つ い て 調 査 し ， 新 生 子 牛 の 免 疫 獲 得 状 況 を 把 握 す る ． そ し て ， 乳 用 種 子 牛 用 を ベ ー ス に 開 発 さ れ た 既 存 の 代 用 乳 に 代 わ る ， 新 た な 黒 毛 和 種 子 牛 用 の 代 用 乳 を 開 発 す る と と も に ， 早 期 に 母 子 分 離 し た 黒 毛 和 種 子 牛 の 腸 管 の 免 疫 グ ロ ブ リ ン 量 の 増 加 を 促 し ， 人 工 ほ 乳 に よ り 子 牛 を 損 耗 な く 発 育 さ せ る 手 法 を 提 唱 す る こ と を 目 的 と す る ． 本 研 究 で は ， タ ン パ ク 質 源 と し て ホ エ ー タ ン パ ク 質 を 主 体 と し た 新 た な 代 用 乳 を 開 発 し ， そ れ を 子 牛 に 給 与 し 発 育 成 績 を 調 べ ， 子 牛 の ス ム ー ズ な 発 育 に 適 し た 粗 タ ン パ ク 質 水 準 や 給 与 量 に つ い て 検 討 す る と と も に ， ホ エ ー タ ン パ ク 質 に よ る 子 牛 の 腸 管 免 疫 の 向 上 に つ い て 言 及 し た ．

12 第 ２ 章 出 生 後 の 黒 毛 和 種 新 生 子 牛 へ の 免 疫 グ ロ ブ リ ン G と 免 疫 グ ロ ブ リ ン A の 移 行 第 １ 節 ． 緒 言 新 生 子 牛 の 健 康 状 態 は 飼 養 管 理 や 衛 生 管 理 の 不 備 ， 病 原 菌 に よ る 感 染 な ど ， さ ま ざ ま な 要 因 に 影 響 さ れ る ． 特 に ， 新 生 子 牛 は 下 痢 ， 肺 炎 な ど に よ る 致 死 率 が 高 い た め ， 新 生 子 牛 の 栄 養 管 理 で は 発 育 の 改 善 と と も に 下 痢 な ど の 疾 病 予 防 が 欠 か せ な い ． 出 生 直 後 の 新 生 子 牛 は 初 乳 か ら 栄 養 素 だ け で な く ， 免 疫 グ ロ ブ リ ン な ど の 免 疫 物 質 を 摂 取 し て ， 健 康 維 持 に 活 用 し て い る （Blum 2006 ）．し か し ，初 乳 成 分 は 母 牛 の 産 次 な ど に よ っ て 大 き く 変 動 し ， 初 産 牛 の 初 乳 中 IgG1 含 量 と タ ン パ ク 質 含 量 は 経 産 牛 よ り も 少 な い こ と が 報 告 さ れ て い る （Norman et al. 1981 ; Devery-Pocius and Larson 1983; Kume and Tanae 1993）．

母 牛 の 初 乳 中 に 含 ま れ て い る 主 な 免 疫 物 質 は IgG1で あ る が ， IgA は 動 物 の 小 腸 粘 膜 を 保 護 し て 病 原 菌 や 有 害 微 生 物 の 腸 管 か ら の 侵 入 を 防 ぐ た め ， 新 生 子 牛 の 下 痢 予 防 は 初 乳 中 の IgG1 だ け で な く ，IgA が 重 要 な 働 き を し て い る （ Fagarasan and Honjo 2003 ; Mora and von Andrian 2009 ; Stelwagen et al. 2009）．乳 中 の IgA は 乳 腺 の IgA 産 生 細 胞 で 生 産 さ れ る （Nishiyama et al. 2011a ） が ， ケ モ カ イ ン レ セ プ タ ー CCR10 を 欠 損 し た マ ウ ス で は 乳 中 へ の IgA の 分 泌 が 阻 害 さ れ ，新 生 仔 マ ウ ス の 糞 中 IgA 含 量 が 減 少 し た （Morteau et al. 2008）． 動 物 の 糞 中 IgA は 腸 管 免 疫 の 指 標 と し て 利 用 さ れ （ 高 木 ら 2010），著 者 ら は ，黒 毛 和 種 子 牛 の 糞 中 IgA 含 量 を 調 査 し た と こ ろ ，出 生 直 後 の 2 日 齢 の 黒 毛 和 種 新 生 子 牛 で は ，糞 中 IgA 含 量 の 変 動 が 非 常 に 大 き く ，糞 中 IgA 含 量 が 低 レ ベ ル の 子 牛 は 腸 管 免 疫 機 能 の 低 下 し て い る こ と が 危 惧 さ れ た （Nishiyama et al. 2011b ; Yasumatsuya et al. 2012）．

子 牛 の 糞 中 水 分 含 量 は 下 痢 の 指 標 と し て 利 用 さ れ ，糞 中 水 分 含 量 80 %以 下 が 正 常 糞 ， 85 %以 上 が 下 痢 症 と み な さ れ て い る （ Abe et al. 1999）． 黒 毛 和 種 新 生 子 牛 の 下 痢 予 防 で は ，初 乳 か ら IgG と IgA を 十 分 に 摂 取 す る こ と が 必 須 で あ る が ，出 生 直 後 の 黒 毛 和 種 新 生 子 牛 に は 母 牛 が 直 接 授 乳 し て い る た め ，IgG と IgA の 摂 取 量 を 正 確 に 把 握 す る こ と は 非 常 に 困 難 な 状 況 に あ る ．一 方 ，新 生 子 牛 へ の IgG の 移 行 を 評 価 す る た め に ，

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出 生 後 24～ 48 時 間 の 血 清 IgG 濃 度 が よ く 利 用 さ れ て い る（ Quigley and Drewry 1998）． そ こ で ， 本 研 究 で は 2 日 齢 の 黒 毛 和 種 新 生 子 牛 62 頭 の 血 清 IgG 濃 度 と 糞 中 IgA 含 量 に 及 ぼ す 母 牛 の 産 次 の 影 響 と 子 牛 の 血 清 IgG 濃 度 ，糞 中 IgA 含 量 と 糞 中 水 分 含 量 間 の 関 係 に つ い て 調 べ ， 出 生 直 後 の 黒 毛 和 種 新 生 子 牛 へ の 免 疫 グ ロ ブ リ ン の 移 行 に つ い て 検 討 し た ． 第 ２ 節 ． 材 料 お よ び 方 法 本 研 究 は ，滋 賀 県 畜 産 技 術 振 興 セ ン タ ー（ 日 野 町 ，日 本 ），兵 庫 県 立 農 林 水 産 技 術 総 合 セ ン タ ー 北 部 農 業 技 術 セ ン タ ー（ 朝 来 市 ，日 本 ），奈 良 県 畜 産 技 術 セ ン タ ー（ 御 杖 村 ， 日 本 ） お よ び 京 都 府 農 林 水 産 技 術 セ ン タ ー 畜 産 セ ン タ ー （ 綾 部 市 ， 日 本 ） に お い て ， 各 セ ン タ ー に お け る 動 物 実 験 に 関 す る 規 程 に 従 っ て 実 施 し た ． 試 験 に は 各 セ ン タ ー で 出 生 し た 黒 毛 和 種 子 牛 62 頭 を 供 試 し た ．子 牛 は 出 生 日 を 0 日 齢 と し ，2 日 齢 ま で は 母 牛 の 授 乳 だ け で 飼 養 し ， 飼 料 と 水 は 給 与 し な か っ た ． 分 娩 前 の 母 牛 に は 日 本 飼 養 標 準 の 繁 殖 牛 の TDN 要 求 量（ 農 林 水 産 技 術 会 議 事 務 局 編 2001 ）を 満 た す よ う に ，粗 飼 料 と 濃 厚 飼 料 を 各 セ ン タ ー の 飼 養 管 理 法 に 従 っ て 給 与 し た ． 子 牛 の 体 重 は 出 生 時 に 測 定 し ，子 牛 の 血 液 お よ び 糞 便 を 2 日 齢 の 13 時 に 採 取 し た ． 血 液 は プ レ イ ン の 真 空 採 血 管 を 用 い て 頸 静 脈 か ら 採 取 し ， 糞 便 は 直 腸 か ら 直 接 採 取 し た ． 血 液 は 室 温 に 1 時 間 放 置 後 ， 遠 心 分 離 （ 3000×g， 15 分 ） し ， 得 ら れ た 血 清 は － 30 ℃ で 保 存 し た ． 血 清 IgG 濃 度 の 測 定 で は ， Bovine IgG ELISA Quantitation Kit（ Bethyl Laboratries ， USA ） を 用 い ， 測 定 手 順 に 従 っ て 処 理 し ， マ イ ク ロ プ レ ー ト リ ー ダ ー（Model 550； BIO RAD，USA）で 定 量 し た ．血 清 中 の 総 タ ン パ ク 質 ， 尿 素 態 窒 素 ，グ ル コ ー ス ，コ レ ス テ ロ ー ル ，遊 離 脂 肪 酸 お よ び ト リ グ リ セ リ ド 濃 度 は ， 血 液 自 動 分 析 装 置 （7600 型 ； 日 立 ， 東 京 ） で 測 定 し た ． 糞 中 の 水 分 含 量 お よ び IgA 含 量 は 既 報 （Nishiyama et al. 2011b ） の 方 法 で 測 定 し ， 糞 中 の IgA 含 量 は 新 鮮 物 当 た り で 示 し た ．

子 牛 の 血 清 成 分 お よ び 糞 中 成 分 に 及 ぼ す 母 牛 の 産 次 の 影 響 を SAS（ 1997） の GLM プ ロ シ ジ ャ ー で 解 析 す る と と も に ， 子 牛 の 血 清 成 分 と 糞 中 成 分 間 の 回 帰 分 析 を SAS （1997） で 行 っ た ． 有 意 差 検 定 は Turkey-Kramer の 多 重 比 較 法 で 行 い ， 有 意 水 準 は

14 P < 0.05 と し ， ま た P < 0.10 で 有 意 な 傾 向 が あ る と し た ． 第 ３ 節 ． 結 果 黒 毛 和 種 子 牛 の 生 時 体 重 ， 糞 中 水 分 含 量 と 糞 中 IgA 含 量 に は ， 母 牛 の 産 次 に よ る 影 響 は 認 め ら れ な か っ た （ 表 2-1）． 初 産 牛 か ら 生 ま れ た 子 牛 の 血 清 IgG 濃 度 は 4 産 以 上 の 牛 か ら 生 ま れ た 子 牛 よ り 低 く（P < 0.10），ま た 初 産 牛 と 2 産 牛 か ら 生 ま れ た 子 牛 の 血 清 総 タ ン パ ク 質 濃 度 は 4 産 以 上 の 牛 か ら 生 ま れ た 子 牛 よ り も 低 か っ た（P ＜ 0.10）． ま た 3 産 牛 か ら 生 ま れ た 子 牛 の 血 清 グ ル コ ー ス 濃 度 は 他 の 産 次 の 牛 か ら 生 ま れ た 子 牛 よ り 高 か っ た （P ＜ 0.05 ） が ， 子 牛 の 血 清 尿 素 態 窒 素 ， コ レ ス テ ロ ー ル ， 遊 離 脂 肪 酸 お よ び ト リ グ リ セ リ ド 濃 度 に は 母 牛 の 産 次 に よ る 影 響 は 認 め ら れ な か っ た ． 2 日 齢 の 黒 毛 和 種 子 牛 の 血 清 IgG 濃 度 ，糞 中 IgA 含 量 お よ び 糞 中 水 分 含 量 の 平 均 値 （ 範 囲 ）は そ れ ぞ れ 18.8 mg/ml（ 2.2～ 37.8 mg/ml ），13.8 mg/g（ 0.004～ 59.3 mg/g） お よ び 62.5 %（ 32.9～ 90.1 %） で あ っ た ． 黒 毛 和 種 子 牛 の 血 清 IgG 濃 度 と 血 清 総 タ ン パ ク 質 濃 度 間 お よ び 血 清 IgG 濃 度 と 糞 中 水 分 含 量 間 に は 正 の 相 関 （P < 0.001） が 認 め ら れ た （ 図 2-1） が ， 血 清 IgG 濃 度 と 他 の 血 液 成 分 （ 尿 素 態 窒 素 ， グ ル コ ー ス ， コ レ ス テ ロ ー ル ， 遊 離 脂 肪 酸 お よ び ト リ グ リ セ リ ド ） 間 に は 有 意 な 相 関 関 係 は 認 め ら れ な か っ た ． 子 牛 の 血 清 IgG 濃 度 （ YI G） に 対 す る 血 清 総 タ ン パ ク 質 濃 度 （XS P） と 糞 中 水 分 含 量 （XF W） の 回 帰 式 は ， 以 下 の 通 り で あ る ． YI G=4.03(±0.93)* * *XS P－5.49(±5.65) (R2=0.24, * * *P < 0.001) YI G=0.288(±0.082)* * *XF W＋0.75(±5.22) (R2=0.17, * * *P < 0.001)

黒 毛 和 種 子 牛 の 糞 中 IgA 含 量 と 血 清 IgG 濃 度 間 お よ び 糞 中 IgA 含 量 と 糞 中 水 分 含 量 間 に は 有 意 な 相 関 関 係 は 認 め ら れ ず ， ま た 糞 中 IgA 含 量 と 血 清 成 分 （ 総 タ ン パ ク 質 ， 尿 素 態 窒 素 ， グ ル コ ー ス ， コ レ ス テ ロ ー ル ， 遊 離 脂 肪 酸 お よ び ト リ グ リ セ リ ド ） 間 に も 有 意 な 相 関 関 係 は 認 め ら れ な か っ た ．

15 表 2-1．産 次 別 の子 牛 の生 時 体 重 と 2 日 齢 の糞 および血 清 成 分 （最 小 二 乗 平 均 値 ±SE） 母 牛 の 産 次 1 2 3 ≥ 4 P 頭 数 1 7 1 5 7 2 3 生 時 体 重 ( kg) 30. 0± 1. 1 30. 8± 1. 2 29. 4± 1. 8 31. 3± 1. 0 N S 糞 水 分 含 量 ( %) 58. 4± 2. 8 63. 5± 3. 0 67. 2± 4. 4 63. 6± 2. 4 N S Ig A ( m g /g) 14. 0± 3. 6 16. 9± 3. 9 10. 8± 5. 7 12. 7± 3. 1 N S 血 清 Ig G ( mg / m L) 16. 0± 1. 9B _{17. 0± 2. 0}A B _{17. 6± 2. 9}A B _{22. 3± 1. 6}A ✝ 総 タ ン パ ク 質 ( g /d L) 5. 78± 0. 23B _{5. 73± 0. 24}B _{5. 67± 0. 35}A B _{6. 50± 0. 19}A * 尿 素 態 窒 素 ( mg /d L) 10. 1± 1. 0 9. 3± 1. 0 11. 4± 1. 5 11. 9± 0. 8 N S グ ル コ ー ス ( mg / d L) 102± 7b _{101± 8}b _{137± 11}a _{103± 6}b * コ レ ス テ ロ ー ル ( mg /d L) 58. 4± 2. 5 59. 2± 2. 6 52. 4± 3. 8 56. 6± 2. 1 N S 遊 離 脂 肪 酸 (μ E q/ L) 350± 40 404± 43 280± 63 335± 35 N S ト リ グ リ セ リ ド ( mg / d L) 30. 8± 6. 0 26. 5± 6. 3 23. 6± 9. 3 30. 3± 5. 1 N S ✝ _{P < 0. 10,} * _{P < 0. 05 .} a , b _{P < 0. 05.} A , B P _{< 0. 10.}

16

0

10

20

30

40

2

4

6

8

10

血清

Ig

G

(mg/m

l)

血清総タンパク質 (g/dl)

0

10

20

30

40

50

60

0

10

20

30

40

糞中

Ig

A

(mg/g

)

血清IgG (mg/ml)

0

10

20

30

40

20

40

60

80

100

血清

Ig

G

(mg/m

l)

糞中水分 (%)

0

10

20

30

40

50

60

20

40

60

80

100

糞中

Ig

A

(mg/

g)

糞中水分 (%)

図

2-1．生 後 2 日 齢 の子 牛 の血 清 IgG と血 清 総 タンパク質 および糞 中 IgA の

関 係 と 糞 中 水 分 と 血 清

IgG と糞 中 IgA の関 係 （ 糞 中 IgA 含 量 は新 鮮 物 当

たり ．）

17 第 ４ 節 ． 考 察

初 乳 中 に は 子 牛 の 免 疫 機 能 の 維 持 に 必 要 な 成 分 が 豊 富 に 含 ま れ て い る が ， 初 乳 中 の 免 疫 グ ロ ブ リ ン 含 量 と 子 牛 の 免 疫 グ ロ ブ リ ン の 吸 収 は 出 生 後 24～ 36 時 間 で 急 激 に 低 下 す る た め （Kruse 1983）， 新 生 子 牛 の 飼 養 管 理 で は 高 品 質 の 初 乳 を 分 娩 後 早 期 に 給 与 す る こ と が 非 常 に 重 要 で あ る（Quigley and Drewry 1998; Stelwagen et al. 2009）． Nonnecke et al.（ 2012 ） は ， 初 乳 を 給 与 し な か っ た 子 牛 で は 出 生 後 2 日 間 の 血 清 の IgG1濃 度 と IgA 濃 度 が 極 度 に 低 か っ た こ と を 報 告 し て い る ．ま た 出 生 直 後 の ホ ル ス タ イ ン 種 子 牛 46 頭 の 糞 中 平 均 水 分 含 量 は 64.7 %で ， 下 痢 の 発 生 は 認 め ら れ な か っ た も の の ，6 日 齢 に な る と 糞 中 平 均 水 分 含 量 が 75.9 % ま で 上 昇 し ， 下 痢 の 発 生 が 認 め ら れ た （Kume and Toharmat 2001 ）． 本 研 究 で は 2 日 齢 の 黒 毛 和 種 子 牛 の 血 清 IgG と 糞 中 IgA は 非 常 に 変 動 が 大 き か っ た も の の ， 糞 中 水 分 含 量 が 90.1 % の 1 頭 を 除 く と ， 61 頭 の 子 牛 の 糞 中 水 分 含 量 は 80 %ま で の 正 常 便 で あ り ， 下 痢 の 発 生 は 認 め ら れ な か っ た ．ま た ，糞 中 の 平 均 水 分 含 量 が 62.5 %と 出 生 直 後 の ホ ル ス タ イ ン 種 子 牛 と 同 様 で あ っ た こ と か ら ，本 研 究 で 調 べ た 2 日 齢 の 糞 は 胎 便 と 近 似 し て い る こ と が 推 察 さ れ た ． 新 生 子 牛 は 血 清 IgG 濃 度 が 10 mg/ml 以 下 に な る と 致 死 率 が 上 昇 し た こ と か ら ， 血 清 IgG 濃 度 が 10 mg/ml 以 下 の 場 合 に は 子 牛 の 免 疫 グ ロ ブ リ ン の 吸 収 は 不 適 切 で あ る と 報 告 さ れ て い る （Quigley and Drewry 1998 ; Nonnecke et al. 2012）． 本 研 究 で は 血 清 IgG 濃 度 が 10 mg/ml 以 下 の 子 牛 が 8 頭 い た も の の ， 下 痢 の 発 生 は 認 め ら れ な か っ た た め ，血 清 IgG 濃 度 の 変 動 要 因 を 検 討 し た ．久 馬 ら（ 1981）は 1 日 齢 の 黒 毛 和 種 子 牛 の 血 清 の 免 疫 グ ロ ブ リ ン 濃 度 と タ ン パ ク 質 濃 度 は 初 産 牛 か ら 生 ま れ た 子 牛 で 低 く ， ま た そ れ ら の 低 値 に は 初 産 牛 の 初 乳 量 と 初 乳 中 の 免 疫 グ ロ ブ リ ン 含 量 が 少 な い こ と が 影 響 し て い る と 報 告 し て い る ． 本 研 究 で も ，2 日 齢 の 黒 毛 和 種 子 牛 の 血 清 の IgG 濃 度 と 総 タ ン パ ク 質 濃 度 は 初 産 牛 か ら 生 ま れ た 子 牛 で 低 く ，ま た 血 清 の IgG 濃 度 と 総 タ ン パ ク 濃 度 間 に 高 い 正 の 相 関 が 認 め ら れ た こ と か ら ， 初 産 牛 か ら 生 ま れ た 黒 毛 和 種 新 生 子 牛 は 経 産 牛 か ら 生 ま れ た 子 牛 よ り も IgG の 吸 収 量 が 少 な い と 推 察 さ れ た ． 一 方 ， 乳 牛 で は 初 乳 中 と 血 清 中 の IgG1 濃 度 は 初 産 牛 で 低 い も の の ， 初 乳 中 と 血 清 中 の IgA 濃 度 は 乳 牛 の 産 次 に 影 響 さ れ な か っ た と の 報 告（ Devery -Pocius and Larson 1983）と 同 様 に ，本 研 究 で も 黒 毛 和 種 新 生 子 牛 の 糞 中 IgA 含 量 に は 母 牛 の 産 次 の 影 響

18 は 認 め ら れ な か っ た ． さ ら に ，2 日 齢 の 黒 毛 和 種 子 牛 の 血 清 IgG 濃 度 は 糞 中 水 分 含 量 の 上 昇 と と も に 増 加 し た が ， 子 牛 の 糞 中 水 分 含 量 は 初 乳 摂 取 量 ， 初 乳 中 の 水 分 含 量 ， 腸 管 に お け る 水 の 吸 収 な ど に 影 響 さ れ る ． 本 研 究 で は 初 産 牛 か ら 生 ま れ た 子 牛 の 血 清 IgG 濃 度 が 低 く ， ま た 糞 中 水 分 含 量 が や や 低 か っ た も の の ， 糞 中 水 分 含 量 に は 母 牛 の 産 次 の 影 響 は 認 め ら れ な か っ た ． ま た ， 乳 牛 の 分 娩 直 後 の 初 乳 中 の タ ン パ ク 質 含 量 と 免 疫 グ ロ ブ リ ン 含 量 は 初 産 牛 で 低 い も の の ， 初 乳 中 水 分 含 量 に も 産 次 の 影 響 は 認 め ら れ て い な い （Kume and Tanabe 1993）．こ の こ と か ら ，子 牛 の 血 清 IgG 濃 度 と 糞 中 水 分 含 量 の 関 係 に は 母 牛 の 産 次 の 影 響 が あ る も の の ， 産 次 以 外 の 要 因 も 関 与 し て い る こ と が 推 察 さ れ る ． 子 牛 の IgG の 吸 収 で は ，IgG 含 量 が 高 い 初 乳 を 出 生 後 3 時 間 以 内 に 多 量 給 与 す る と 子 牛 の 出 生 24 時 間 後 と 48 時 間 の 血 清 IgG 濃 度 は 急 激 に 上 昇 し た が ， IgG 含 量 が 低 い 初 乳 で は 多 量 給 与 に よ る 効 果 は ほ と ん ど 認 め ら れ て い な い （ Morin et al. 1997）． 本 研 究 で は ， 黒 毛 和 種 新 生 子 牛 の 血 清 IgG 濃 度 と 糞 中 水 分 含 量 間 に 高 い 相 関 関 係 が 認 め ら れ た こ と か ら ，子 牛 の 血 清 IgG 濃 度 の 変 動 要 因 の 一 つ と し て 子 牛 の 水 代 謝 の 関 与 が 示 唆 さ れ た ． し か し ， 本 研 究 で は 子 牛 の 初 乳 摂 取 量 ， 初 乳 中 IgG 含 量 な ど を 調 べ て い な い た め ，子 牛 の 水 代 謝 と IgG の 吸 収 の 関 係 に つ い て は さ ら な る 研 究 が 必 要 で あ る ． 初 乳 中 の IgA は 2 量 体 と し て 分 泌 さ れ る た め ，腸 管 の 消 化 酵 素 に よ る 分 解 を 受 け に く い 特 徴 が あ り ， 腸 管 内 腔 の 抗 原 の 捕 捉 や 腸 管 壁 か ら の 抗 原 の 侵 入 防 止 な ど ， 腸 管 免 疫 の 主 要 な 機 能 を 担 っ て い る （Harris et al. 2006; Stelwagen et al. 2009）． し か し ， 黒 毛 和 種 牛 の 初 乳 中 の 平 均 IgG1 含 量 （123 mg/ml ） と 比 較 す る と ， 平 均 IgA 含 量 は 4.15 mg/ml と 非 常 に 低 い こ と が 報 告 さ れ て い る （ Ishikawa et al. 1992）． 本 研 究 で は 低 レ ベ ル の 糞 中 IgA 含 量 の 子 牛 で は 初 乳 か ら の IgA の 移 行 が 不 十 分 で あ っ た と 推 察 さ れ る が ，黒 毛 和 種 新 生 子 牛 の 糞 中 IgA 含 量 と 血 清 IgG 濃 度 に は 相 関 関 係 が な く ，ま た 糞 中 IgA 含 量 と 糞 中 水 分 含 量 あ る い は 血 液 成 分 と の 関 係 も 明 確 で な か っ た ． 以 上 の 結 果 か ら ，2 日 齢 の 黒 毛 和 種 新 生 子 牛 に は 低 レ ベ ル の 血 清 IgG 濃 度 だ け で な く ， 低 レ ベ ル の 糞 中 IgA 含 量 の 子 牛 が 見 い だ さ れ た た め ， 今 後 は 出 生 直 後 の 黒 毛 和 種 新 生 子 牛 へ の IgG と IgA の 移 行 を 高 め る 飼 養 管 理 法 を 開 発 す る こ と が 重 要 と い え る ．

19 第 ３ 章 黒 毛 和 種 子 牛 へ の ホ エ ー タ ン パ ク 質 を 主 原 料 と し た 代 用 乳 の 給 与 に お け る 粗 タ ン パ ク 質 濃 度 が 発 育 に 及 ぼ す 影 響 第 １ 節 ． 緒 言 近 年 ， 黒 毛 和 種 繁 殖 経 営 に お い て 母 牛 の 繁 殖 サ イ ク ル の 効 率 化 の た め ， 分 娩 後 ， 早 期 に 子 牛 を 母 牛 か ら 分 離 す る こ と が 行 わ れ て い る ． ま た ， 受 精 卵 移 植 の 普 及 に 伴 い ， 乳 用 牛 を 母 牛 と し て 生 産 さ れ る 黒 毛 和 種 の 子 牛 も 増 加 し て い る ． こ れ ら の 子 牛 は 母 牛 か ら の 授 乳 を 受 け ら れ な い た め ， 代 用 乳 に よ る 人 工 ほ 乳 で 育 成 さ れ る ． 子 牛 に と っ て ， ほ 乳 期 は そ の 後 の 発 育 を 決 定 づ け る 極 め て 重 要 な 時 期 で あ る ． 特 に 近 年 ， 市 場 で の 子 牛 の 評 価 が 大 型 志 向 に 傾 い て い る こ と か ら ， 人 工 ほ 乳 期 間 中 に い か に 発 育 を 伸 ば す か が ， 子 牛 生 産 現 場 で の 重 要 な 課 題 と な っ て い る ． 人 工 ほ 乳 に お け る 子 牛 の 発 育 に 影 響 す る 大 き な 要 因 と し て ， 代 用 乳 の 性 能 が 挙 げ ら れ る ． 現 在 ， 国 内 で 市 販 さ れ て い る 子 牛 用 代 用 乳 の 大 半 は 脱 脂 乳 を 主 原 料 と す る も の で あ る が ， 近 年 の 乳 製 品 等 の 輸 入 価 格 高 騰 に 伴 っ て 脱 脂 乳 も 高 騰 し ， 代 用 乳 の 価 格 も 上 昇 傾 向 に あ る ． こ の よ う な 背 景 か ら ， 筆 者 は 黒 毛 和 種 子 牛 の 人 工 ほ 乳 に 適 し ， な お か つ 経 済 性 の 高 い 新 し い 代 用 乳 の 開 発 を 進 め て お り ， そ の タ ン パ ク 質 源 と し て ， ホ エ ー （ 乳 清 ） タ ン パ ク 質 に 着 目 し た ． ホ エ ー タ ン パ ク 質 は 牛 乳 の 全 タ ン パ ク 質 の 約 20 %を 占 め ， β -ラ ク ト グ ロ ブ リ ン ， α- ラ ク ト ア ル ブ ミ ン ， 免 疫 グ ロ ブ リ ン 等 を 有 し て い る ． ホ エ ー は ， チ ー ズ 製 造 の 副 産 物 と し て 大 量 に 発 生 す る が ， 一 部 が 健 康 食 品 や 飼 料 に 利 用 さ れ て い る の み で ， そ の 多 く は 廃 棄 さ れ て い る ． 本 研 究 で は ， ホ エ ー タ ン パ ク 質 を 主 原 料 と し た 新 し い 代 用 乳 の 実 用 化 を 最 終 目 的 と し ， 代 用 乳 中 の 適 正 な 粗 タ ン パ ク 質 濃 度 を 検 討 し た ． す な わ ち ， 粗 タ ン パ ク 質 濃 度 の 異 な る ホ エ ー タ ン パ ク 質 主 体 の 代 用 乳 を 試 作 し て 黒 毛 和 種 子 牛 へ の 給 与 試 験 を 行 い ， 子 牛 の 発 育 に 及 ぼ す 影 響 を 調 べ た ． 併 せ て ， 子 牛 の 健 康 状 態 ， 糞 便 の 性 状 ， 免 疫 機 能 等 に つ い て も 検 討 し た ． 第 ２ 節 ． 材 料 お よ び 方 法 1． 代 用 乳

20 実 験 に は ホ エ ー タ ン パ ク 質 の み を タ ン パ ク 質 源 と し て 試 作 し た 2 種 類 の 代 用 乳 と ， 脱 脂 乳 を 主 た る タ ン パ ク 質 源 と す る 市 販 の 代 用 乳 を 用 い た ． ホ エ ー タ ン パ ク 質 主 体 の 代 用 乳 に は ， 濃 縮 ホ エ ー タ ン パ ク 質 34（ 粗 タ ン パ ク 質 34 %： WPC34 ）， 濃 縮 ホ エ ー タ ン パ ク 質 80（ 粗 タ ン パ ク 質 80 %： WPC80） お よ び ホ エ ー パ ウ ダ ー （ 粗 タ ン パ ク 質 16 %） を タ ン パ ク 質 源 と し て 用 い ， 油 脂 ， ミ ネ ラ ル 等 と と も に 調 合 し て ， 全 体 の 粗 タ ン パ ク 質 （CP） が 26 %（ CP26 区 ） ま た は 22 %（ CP22 区 ） と な る よ う に 調 整 し た ． 一 方 ，対 照 区 と し て 用 い た 市 販 代 用 乳（ あ い ミ ル ク：粗 タ ン パ ク 質 26 %；中 部 飼 料（ 株 ）） の タ ン パ ク 質 源 （78.8 % ） の 内 訳 は ， 脱 脂 乳 ： 66.3 %， WPC34： 7.4 %， ホ エ ー パ ウ ダ ー ：3.1 %， 濃 縮 大 豆 タ ン パ ク ： 2 %で あ っ た ． ま た ， 3 種 の 代 用 乳 と も ， 粗 脂 肪 は 17 %以 上 ， TDN は 105 %以 上 で あ っ た ． ２ ． 供 試 動 物 本 研 究 は ， 滋 賀 県 畜 産 技 術 振 興 セ ン タ ー （ 日 野 町 ， 日 本 ） お よ び 京 都 府 農 林 水 産 技 術 セ ン タ ー 畜 産 セ ン タ ー （ 綾 部 市 ， 日 本 ） に お い て ， 各 セ ン タ ー に お け る 動 物 実 験 に 関 す る 規 程 に 従 っ て 実 施 し た ． 代 用 乳 の 給 与 試 験 に は ，2007 年 7 月 か ら 12 月 に か け て 生 産 さ れ た 黒 毛 和 種 の 子 牛 39 頭 （ 雄 20 頭 ， 雌 19 頭 ） を 用 い た ． 供 試 牛 は ， 生 時 体 重 お よ び 性 が 偏 ら な い よ う ， 3 区 に 振 り 分 け た ． ３ ． 飼 養 ・ 衛 生 管 理 す べ て の 子 牛 に ，出 生 後 8 時 間 以 内 に 初 乳 製 剤（ ヘ ッ ド ス タ ー ト ，バ イ エ ル 製 薬（ 株 ）） を 1 袋 （ 225 g） 給 与 し た ． 出 生 日 を 0 日 齢 と し て 3 日 齢 ま で に 母 子 分 離 し ， 個 体 別 に カ ー フ ペ ン ま た は カ ー フ ハ ッ チ に 収 容 し た ．3 日 齢 か ら 63 日 齢 ま で 各 区 の 代 用 乳 を 午 前 9 時 と 午 後 4 時 に 給 与 し ，飲 み 残 し た 場 合 は 残 量 を 記 録 し た ．代 用 乳 の 給 与 量 は ， 1 日 あ た り の 粉 末 量 で 3～ 6 日 齢 ： 500 g，7～ 10 日 齢 ： 600 g， 11～ 15 日 齢 ： 800 g， 16～ 49 日 齢 ： 1000 g，50～ 56 日 齢 ： 500 g，57～ 63 日 齢 ： 300 g と し ，6 倍 量 の 40℃ の 温 湯 に 溶 解 し て 給 与 し た ． ス タ ー タ （ マ ン ナ メ イ ト ：TDN 75 % ， CP 20 %； 協 同 飼 料 （ 株 ）） は 7 日 齢 か ら 給 与 を 開 始 し ， 徐 々 に 増 量 し て ， わ ず か に 食 べ 残 す 程 度 の 量 に 調 節 し た ． ま た ， 20 日 齢 か ら ， 5 cm 程 度 に 細 断 し た チ モ シ ー 乾 草 を 自 由 摂 取 さ せ

21 た ． 水 は 出 生 直 後 か ら 自 由 摂 取 と し た ． 感 染 症 対 策 と し て は ，3 日 齢 に 抗 菌 剤 （ エ ク テ シ ン 液 ： ス ル フ ァ モ ノ メ ト キ シ ン ， オ ル メ ト プ リ ム ； 明 治 製 菓 （ 株 ）） を 10 ml 経 口 投 与 し ，21 日 齢 に ワ ク チ ン（ “ 京 都 微 研 ” 牛 5 種 混 合 生 ワ ク チ ン：IBR ，BVD，PI3， RS， AD7； （ 株 ） 微 生 物 化 学 研 究 所 ） を 2ml 筋 肉 注 射 し た ． ４ ． サ ン プ ル お よ び デ ー タ の 採 取 と 処 理 代 用 乳 お よ び ス タ ー タ の 摂 取 量 は 毎 日 記 録 し た ． 糞 便 は 性 状 別 に 正 常 糞 ＝1 ， 軟 糞 ＝2， 水 様 糞 （ 下 痢 ） ＝ 3 と ス コ ア 化 し ， 毎 日 記 録 し た ． 発 育 の 指 標 と し て ， 子 牛 の 体 重 を 0，7，14，21，28，42，56，63 日 齢 ，体 高 を 7，28，56 日 齢 に 測 定 し た ．ま た ， 血 液 と 糞 を 2，14，42 日 齢 の 13 時 に 採 取 し た ．血 液 は プ レ イ ン の 真 空 採 血 管 を 用 い ， 頸 静 脈 か ら 採 取 し た ． 血 液 は 室 温 に 1 時 間 放 置 後 ， 遠 心 分 離 （ 3000 ×g， 15 分 ） し ， 得 ら れ た 血 清 は －30℃ で 保 存 し た ． 血 清 中 IgG 濃 度 の 測 定 は ， BOVINE IgG ELISA QUANTITATION KIT（ BETHYL 社 ） を 用 い ， 測 定 手 順 に 従 っ て 処 理 し ， マ イ ク ロ プ レ ー ト リ ー ダ ー （Model 550 ； BIO RAD， USA ） で 定 量 し た ． 血 清 中 の コ レ ス テ ロ ー ル ， グ ル コ ー ス ， 尿 素 態 窒 素 ， ト リ グ リ セ リ ド ， 遊 離 脂 肪 酸 ， GOT ， γ ‐ GTP ， カ ル シ ウ ム ， リ ン を 自 動 分 析 装 置 （ 日 立 7600）に よ り 測 定 し た ． 糞 便 に つ い て は ，水 分 含 量 と IgA 含 量 を 既 報 （ Nishiyama et al. 2011b ） の 方 法 で 測 定 し ， 糞 中 IgA 含 量 は 新 鮮 物 当 た り で 示 し た ． ５ ． 統 計 処 理 子 牛 の デ ー タ は ，SAS (1997)の GLM プ ロ シ ジ ャ ー を 用 い ， 最 小 二 乗 分 散 分 析 法 に て 分 析 し た ． モ デ ル は 次 の 通 り 設 定 し た ． Yi j k = u ＋ Ti ＋ Sj ＋ Ek ＋ C( i j k ) l ＋ Dm ＋ TSi j ＋ TDi m ＋ ei j k l m 本 モ デ ル に お い て u は 全 平 均 ， Tiは 処 理 の 効 果 ，Sjは 性 の 効 果 ，Ekは 試 験 場 の 効 果 ， C( i j l k ) lは 子 牛 配 置 の 確 率 変 数 ，Dmは サ ン プ リ ン グ 日 齢 の 効 果 ，TSi jと TDi mは 相 互 作 用 ，ei j k lは 残 差 で あ る ． 発 育 ， 飼 料 摂 取 量 ， 血 液 成 分 お よ び 糞 中 の 水 分 含 量 お よ び IgA 含 量 の 分 析 に は 分 散 分 析 を 行 い ， 有 意 水 準 は P < 0.05 と し た ． 結 果 の 数 値 は 最 少 二 乗 平 均 値 で 示 し た ．

22 糞 便 ス コ ア に つ い て は ， 区 内 に お け る ス コ ア 発 生 頻 度 を 調 べ ， 区 間 の 比 較 に は χ2 検 定 を 用 い た ． 第 ３ 節 ． 結 果 １ ． 発 育 お よ び 飼 料 摂 取 量 体 重 の 推 移 は ，CP26 区 で は 対 照 区 と ほ ぼ 同 様 で あ っ た が ， CP22 区 で は 21 日 齢 以 降 ，他 の 2 区 に 対 し て 低 く 推 移 し た（P < 0.05 ）．ほ 乳 期 間 中 の 平 均 1 日 増 体 量（ DG） は ， 対 照 区 0.78 kg， CP26 区 0.72 kg， CP22 区 0.71 kg で 3 区 間 に 有 意 差 は 認 め ら れ な か っ た ．し か し ，最 終 週 の 57～ 63 日 齢 に お い て は ，CP22 区 が 対 照 区 よ り も 有 意 に 低 か っ た （ 図 3-1）． 体 高 は ，3 区 間 に 差 は な く ， 処 理 に よ る 影 響 は 見 ら れ な か っ た （ 表 3-1）． 代 用 乳 の 摂 取 量 は ， 週 ご と の 総 量 で 示 し た が ， 全 期 間 を 通 し て 3 区 間 に 有 意 差 は み ら れ な か っ た （ 図 3-2）． 一 方 ， ス タ ー タ の 摂 取 量 は 35 日 齢 以 降 ， CP22 区 が 対 照 区 に 対 し て 有 意 に 低 い 結 果 （P < 0.05 ） と な り ， 56～ 60 日 齢 で は ， 対 照 区 が 他 の 2 区 に 対 し 有 意 に 高 か っ た （ 図 3-3）． ２ ． 糞 便 性 状 ほ 乳 期 間 中 の 糞 便 ス コ ア 1～ 3 の 発 生 頻 度 は ，全 区 間 の 平 均 が 1：0.6788 ，2：0.2559， 3： 0.0651 で あ り ， 3 区 間 に 有 意 差 は 認 め ら れ な か っ た （ 表 3-2）． ま た ， 糞 中 水 分 含 量 に つ い て は ，3 区 間 に 有 意 差 は な か っ た （ 表 3-3）． ３ ． 血 液 生 化 学 検 査 コ レ ス テ ロ ー ル は ，14 お よ び 42 日 齢 で 対 照 区 が 他 の 2 区 に 対 し て 有 意 に 高 い 結 果 と な っ た ． 一 方 ， ト リ グ リ セ リ ド は 14 日 齢 で 対 照 区 12.6 mg/dl ， CP26 区 17.4 mg/dl ， CP22 区 19.8 mg/dl と な り ， 対 照 区 と CP22 区 で 有 意 差 が 認 め ら れ た ． ま た ， 42 日 齢 に お い て も 同 じ 傾 向 が み ら れ ，CP22 区 が 対 照 区 に 比 べ て 高 く な っ た ． 遊 離 脂 肪 酸 は ，42 日 齢 で 対 照 区 335.7 μ Eq/l，CP22 区 432.4 μ Eq/l ，CP26 区 520.7

23 μEq/l と な り ， 対 照 区 と CP26 区 間 で 有 意 差 が 認 め ら れ た ． 尿 素 態 窒 素 は ，14 お よ び 42 日 齢 で 対 照 区 が 最 も 高 く ， 両 測 定 日 と も 全 区 間 で 有 意 差 が み ら れ た （ 表 3-4）． グ ル コ ー ス ， GO T ， γ ‐ GTP ， カ ル シ ウ ム お よ び リ ン に つ い て は ， 全 測 定 日 ， 全 区 間 で 処 理 に よ る 影 響 は 見 ら れ な か っ た ． ４ ． 免 疫 グ ロ ブ リ ン 糞 中 の IgA 含 量 は 2 日 齢 に お い て は ，CP26 区 の 値 が 他 の 2 区 に 対 し 有 意 に 低 い が ， 14 日 齢 に は ホ エ ー タ ン パ ク 質 を 給 与 し た 2 区 が ， ま た ， 42 日 齢 で も CP26 区 が 対 照 区 に 対 し て 有 意 に 高 く な っ た （ 表 3-5）． 血 清 中 の IgG 濃 度 は ，42 日 齢 で 対 照 区 は 7.6 mg/ml と 低 下 し た が ，CP22 区 は 14.1 mg/ml と 高 い 値 を 維 持 し て お り ， 対 照 区 と CP22 区 に 有 意 差 が 認 め ら れ た （ 表 3 - 6）．