無機または有機鉄濃度の異なる飼料を与えたアメリカナマズ（Ictalurus punctatus）における血漿および組織のフェリチン、トランスフェリン、トランスフェリンレセプターIおよびIIの遺伝子発現

これはめずらしくも、魚類に対する鉄剤の投与の実験である。これまで、あまり聞いたことがない。

無機または有機鉄濃度の異なる飼料を与えたアメリカナマズ（Ictalurus punctatus）における血漿および組織のフェリチン、トランスフェリン、トランスフェリンレセプターIおよびIIの遺伝子発現

Plasma and tissue transferrin and ferritin, and gene expression of ferritin, transferrin, and transferrin receptors I and II in channel catfish Ictalurus punctatus fed diets with different concentrations of inorganic or organic iron

Isaac Buyinza | Grace Ramena | Rebecca Lochmann | Amit Sinha | Michele Jones

DOI: 10.1111/jfd.13953　(Journal of Fish Diseases)

要旨
フェリチン、トランスフェリン、トランスフェリン受容体IおよびIIは、鉄代謝、健康、魚類の鉄欠乏性貧血の表示に重要な役割を果たしている。原因不明のチャネルナマズ（Ictalurus punctatus）の貧血を予防または回復させるために高鉄飼料を使用することを評価するために、植物性飼料を与えたチャネルナマズにおけるこれらの鉄調節遺伝子およびタンパク質の発現を調べた。ナマズの稚魚に、0（基礎）、125、250 mg/kgの無機鉄または有機鉄を添加した5種類の飼料を2週間与えた。魚の組織（肝臓、腸、体幹部腎臓、頭部腎臓）および血漿中のフェリチン、トランスフェリン、トランスフェリン受容体IおよびIIのmRNAおよびタンパク質発現量を測定した。トランスフェリン（鉄トランスポーター）およびTfR（IおよびII）遺伝子は、基礎飼料を与えた魚では、鉄添加飼料を与えた魚と比較して、概して高発現であった。対照的に、フェリチン（鉄貯蔵）遺伝子は、鉄補給飼料を与えた魚の体幹部腎臓において、基礎飼料を与えた魚よりも発現が高かった。この結果は、チャネル・キャットフィッシュの植物性飼料に有機または無機鉄源から鉄を補給することが、鉄調節遺伝子の発現に影響を与え、魚の体内鉄状態を増加させたことを示している。


5｜結論
一般に、植物性飼料に鉄を補充すると、チャネル・キャットフィッシュのトランスフェリンおよびTfR（IおよびII）遺伝子の発現は基礎飼料に比べて減少し、フェリチン遺伝子の発現は増加した。トランスフェリンおよびTfR（IおよびII）遺伝子の高発現とフェリチン遺伝子の低発現は、無補給の基本飼料を与えた魚の潜在性鉄欠乏と小球性貧血の発症と一致した。これらの所見は、元の給餌試験で同じ飼料を与えたナマズの組織鉄濃度とよく相関していた。鉄補給飼料を与えた魚では、TfおよびTfR（IおよびII）遺伝子の発現が減少し、フェリチン遺伝子の発現が増加したことから、いずれの形態（有機または無機）であっても、ナマズの鉄欠乏に対するチャネルとなりうることが示された。ヒトのフェリチンとトランスフェリンの ELISA キットを用いても交差反応性は得られなかったため、ナマズの鉄代謝のさらなる研究には魚類のフェリチンとトランスフェリンの ELISA キットの使用を推奨する。125 mg/kg 未満の有機鉄の補充効果を評価するためには、さらなる給餌試験が必要である。

　
図1
無機鉄（FeSO4）、有機鉄（FeM）、または鉄無添加（ベース）のいずれかを異なるレベルで添加した植物性飼料を与えたチャネル・キャットフィッシュの肝臓におけるフェリチン、トランスフェリン受容体（IおよびII）、トランスフェリンの遺伝子発現。各数値は、18S rRNAに対するmRNA発現の倍数変化±SDで表した。アルファベット（a-c）は、倍数変化の統計的差異と類似性を示す。異なる文字の値は有意に異なり、同じ文字の値は類似している（p≦0.05）。
　
図2
無機鉄（FeSO4）、有機鉄（FeM）、無添加（ベース）のいずれかを段階的に添加した植物性飼料を与えたチャネル・キャットフィッシュの腸内におけるフェリチン、トランスフェリン・レセプター（IとII）、トランスフェリンの遺伝子発現。各数値は、18S rRNAに対するmRNA発現の倍数変化±SDで表した。アルファベット（a-c）は、倍数変化の統計的差異と類似性を示す。異なる文字の値は有意に異なり、同じ文字の値は類似している（p≦0.05）。
　
図3
無機鉄（FeSO4）、有機鉄（FeM）、無添加（ベース）のいずれかを段階的に添加した植物性飼料を与えたチャネルキャットフィッシュの頭部腎臓におけるフェリチン、トランスフェリンレセプター（IおよびII）、トランスフェリンの遺伝子発現。各数値は、18S rRNAに対するmRNA発現の倍数変化±SDで表した。アルファベット（a-c）は、倍数変化の統計的差異と類似性を示す。異なる文字の値は有意に異なり、同じ文字の値は類似している（p≦0.05）。
　
図4
無機鉄（FeSO4）、有機鉄（FeM）、無添加（ベース）のいずれかを異なるレベルで添加した植物性飼料を与えたチャネル・キャットフィッシュの体幹部腎臓におけるフェリチン、トランスフェリン受容体（IおよびII）、トランスフェリンの遺伝子発現。各数値は、18S rRNAに対するmRNA発現の倍数変化±SDで表した。アルファベット（a-c）は、倍数変化の統計的差異と類似性を示す。異なる文字の値は有意に異なり、同じ文字の値は類似している（p≦0.05）。

図1

図2（上）　図3（下）

図4