The Journal of Farm Animal in Infectious Disease
Vol.9 No.2･3 2020

総MAMMARY MANAGEMENT UTILIZING ANTIMICROBIAL COMPONENTS

説

抗菌因子を利用した乳房管理
磯部直樹 1, 2・鈴木直樹 3, 4
1

広島大学大学院統合生命科学研究科、広島県東広島市鏡山 1-4-4

2

広島大学畜産研究センター、広島県東広島市鏡山 1-4-4

3

広島大学大学院生物圏科学研究科、広島県東広島市鏡山 1-4-4

4

NOSAI 広島、東広島市高屋町稲木 283-1

連絡担当者

磯部直樹

広島大学大学院統合生命科学研究科、広島県東広島市鏡山 1-4-4
TEL：082-424-7993
Mail: niso@hiroshima-u.ac.jp［要約］

抗生物質を使わない新たな乳房炎治療法が期待されている。抗菌因子は，細菌侵入後すぐに働き，幅広い細菌を溶菌させるので、乳腺での抗菌因子を最大限利用すれば乳房炎の予防・治療に結び付くと考えられる。本総説では、乳腺で働く抗菌因子として、defensin、S100、cathelicidin を紹介する。また、これらが乳房炎管理に及ぼす影響や四季による発現の違い、および抗菌因子を増やす手法などについて概説する。
キーワード：抗菌因子、乳腺、乳房炎

乳房炎による損害は甚大であり，乳房炎を防開発し，乳房炎の予防・治療に結び付くと考え除することが酪農業界にとって急務である。乳られる。本総説では、乳腺で働くいくつかの抗房炎は，乳頭から様々な種類の微生物が侵入す

菌因子を紹介する。また、抗菌因子が乳保存中ることによって起こる炎症なので、その治療はの生菌を激減させている可能性について、およ抗生物質を用いる方法が主流であるが，牛乳をび初乳製剤の経口投与が抗菌因子の合成を刺激出荷できず，耐性菌の出現も危惧される。したする可能性についても説明する。さらに、暑熱がって，抗生物質を使わない新たな治療法が期対策としての抗菌因子の利用の可能性について待される。

も概説する。

抗菌因子は，細菌侵入後すぐに働き始め、幅

抗菌因子とは？

広い細菌を溶菌させる。この抗菌因子が乳房でも合成・分泌されており，微生物感染防御のた

抗菌因子は低分子のものが多く、抗菌ペプチ

めの重要な役割を果たしていると考えられていドとも言われる。しかし、乳中には lactoferrin

る。そこで、乳腺での抗菌因子の発現機構およなどの高分子蛋白質も含まれる。lactoferrin はび分泌の特徴を明らかにすることができれば，他の抗菌ペプチドとは桁違いに多く含まれ、重これらを最大限利用した乳腺の健康管理技術を要な役割を果たしている。そこで、本稿ではこれを含めた抗菌性をもつ物質を「抗菌因子」と呼 ぶ こ と に す る。 抗 菌 因 子 に は、defensin,

受付：2020年7月3日
受理：2020年7月3日

S100, cathelicidin などいくつかのファミリーが－ 49 －

家畜感染症学会誌
9 巻 2・3 号 2020

抗菌因子を利用した乳房管理

報告されており、それぞれについて詳しく説明

遺伝子発現と分娩後の乳房炎との関係を調べたする。

結果、分娩前 14 日間の LAP の発現は、分娩後乳房炎にならなかったウシでは分娩が近づく
につれて増加したが、分娩後乳房炎になったウ

defensin
defensin は 4 千から 8 千程度の分子量で、そシはそのような増加を示さなかった［4］。また、のアミノ酸配列の中に cysteine を 6 つ含むと分娩前 14 日間の LAP の発現は乳房炎にならいう特徴を持つ。二つの cysteine 同士がジスなかったウシの方がなったウシに比べて有意にルフィド結合を形成するため、defensin 一分子高かった。これらの結果から、分娩前の乳中体

中に 3 つのジスルフィド結合が含まれることに細胞の LAP の遺伝子発現を検査することによなる。これらのジスルフィド結合の位置の違い

り分娩後の乳房炎に対する抵抗性が予想できる

により、α-、β-、θ-defensin に分類され、反芻可能性がある。

動物では β- defensin のみが発見されている。

また、LAP 濃度で乳房炎の予測ができない

また、β-defensin の中にもアミノ酸配列の違いかを調べた試験では、分娩後 1 週間の乳中抗菌からいくつかの種類が報告されている。この内、因子濃度（LAP および lactoferrin）と SCC の乳腺で最初に発見された β-defensin が lingual

変化との関係を調べた結果、抗菌因子の濃度がantimicrobial peptide（LAP）であり、舌で初高いとその後の SCC も高くなった［9］。分娩めて発見されたことからこの名前が付いた

後 1 週間なので、まだ乳腺上皮細胞間の結合が（lingual は舌という意味）。まずは乳腺で LAP

十分修復していないウシも含まれていたと考えの mRNA の発現が確認され、さらに、乳房炎られ、そのために SCC が高くなり、それに伴っの乳腺の方が健康な乳腺に比べてその発現が増て LAP や lactoferrin も高くなったとすれば、加することが報告された［23, 25］。また、ウシ

分娩後の乳腺上皮細胞の回復が遅く、LAP や乳腺において LAP の産生部位は，乳腺胞や乳lactoferrin が高いままのウシの方がその後乳房管の上皮細胞であることが示された［6］。さら炎になりやすくなるのかもしれない。これにつに、LAP が乳汁とともに乳腺胞上皮細胞からいては、検討の余地があるが、初乳の LAP や

分泌されていることおよび、LAP が大腸菌に

lactoferrin の濃度測定によって乳房炎が予想で対する抗菌性を有していることも報告されたきる可能性はある。

［7］。
細菌侵入後の LAP の分泌について調べたと

S100

ころ、グラム陰性細菌の細胞壁成分であるリポ

S100 フ ァ ミ リ ー の 中 で は、S100A7 お よ び

多糖（LPS）をウシ乳房に直接注入した 2 時間

S100A8/S100A9 複合体が抗菌性を有している

後には乳中 LAP 濃度が注入前に比べて有意にと報告されている。

増加し、その後 2 日後まで高値を維持した［8］。

S100A7 は Ca 結合蛋白であるとともに抗菌

また，ヤギの乳房に Staphylococcus aureus（SA）

性を有していることが知られている。ウシ乳房の死菌を投与したところ，β-defensin の乳中濃における、S100A7 の遺伝子発現を調べた結果、度が有意に増加した［12］。このように、乳腺

乳腺深部の結合組織や乳腺胞上皮および乳腺槽の上皮細胞で β-defensin が合成され乳汁中に分の上皮ではほとんど発現は見られないが、乳頭

泌されており，グラム陰性菌および陽性菌の刺の上皮あるいは皮膚上皮では非常に強い発現が激で分泌が増加し、大腸菌への抗菌性も確認さ認められた［27］。また、S100A7 を蛋白レベルれたことから、β-defensin が乳腺での感染防御で見ても、乳腺の深部ではなく、乳頭周辺の上に重要な役割を果たしていると考えられる。

皮で特に発現しており、その発現は Escherichia

ウシの乳中 LAP の濃度は、同一個体の乳房

coli を乳房注入すると、高まることが示されて間では差がないが、個体差はあることが示されいる［19, 27］。さらに、S100A7 は乳汁中に分ている。このことから、LAP の濃度により、泌されており、乳中の S100A7 濃度はリポ多糖

その個体の乳房における菌耐性が異なる可能性（LPS）投与 24 時間後において、投与前に比べがある。分娩前の乳中体細胞における LAP のて有意に上昇した［27］。したがって，S100A7－ 50 －

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MAMMARY MANAGEMENT UTILIZING ANTIMICROBIAL COMPONENTS

は乳腺深部よりも乳頭部乳槽，乳頭皮膚上皮にCathelicidin

おいて多く発現しており，乳汁中に分泌されて乳房内の cathelicidin2 合成部位を調べた結いると考えられた。

果、乳腺胞の上皮細胞、乳管の上皮細胞およびS100A8 は、乳頭の上皮が主な産生部位であ

乳頭皮膚の上皮細胞などには全く分布しておらり［17］、血中や乳中から分離した白血球、特ず、血管内の白血球に cathelicidin2 が分布しに好中球においても S100A8 の陽性反応が認めていた。そこで、血液および乳汁から白血球をら れ た。 乳 房 内 に LPS を 注 入 す る と、 乳 中採取して、免疫染色した結果、一部の白血球のS100A8 濃度は一時的に減少するが、3 日目に

細 胞 質 が 陽 性 反 応 を 示 し た。 し た が っ て、

増加することが報告された（図 1）。この変化

cathelicidin2 は組織内の細胞ではなく、白血球

は LAP と異なるため、抗菌因子によって感染が合成していることが示された。cathelicidin2

後の産生パターンが異なること、さらには、機が白血球から乳汁中に分泌されているのかどう

能的な違いがあることも考えられる。

かを確認するために、血液から白血球を分離して、6 時間培養した結果、培養後の培地中にcathelicidin2 が検出され、培養時間が長くなる

2.5

乳中S100A8濃度

2.0

*

1.5
1.0
0.5
LPS投与

非投与
0.0
0

12

24

48

72

96

120 144

LPS投与後時間 (h)図1

乳房内にLPSを投与した後の乳中S100A8濃度の変化*：区間に有意差あり（Purba et al., 2019を改変）

図1 乳房内にLPSを投与した後の乳中S100A8濃度の変化10*：区間に有意差あり（Purba et al., 2019を改変）bcathelicidin2 濃度割合

b

8
6

b

b

6

12

b

4
2
0

b
a

0

1

3

24

48

培養時間 (h)図2

白血球を種々の時間培養した時の培地中cathelicidin2濃度の変化
a,b：異文字間に有意差あり（Srisaikham et al., 2016を改変）

図2 白血球を種々の時間培養した時の培地中cathelicidin2濃度の変化
a,b：異文字間に有意差あり（Srisaikham－ 51 － et al., 2016を改変）

家畜感染症学会誌
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抗菌因子を利用した乳房管理

につれてその濃度は上昇した（図 2）［20］。こ内腔に分泌される。しかし、IgA を合成する形

れらのことから、cathelicidin2 は白血球から乳質細胞が乳房にも動員され、乳中に多量に分泌中へ分泌されていることが明らかとなった。

されている。IgA は抗原特異的なものだけでな

さらに、LPS を乳房内に投与したところ、体く、非特異的な natural IgA が確認されている。

細胞数は LPS 投与 8 時間後から有意に増加し、したがって、この natural IgA も自然免疫を

cathelicidin2 濃度も同様に 8 時間後から 24 時担っている重要な因子と考えられ始めている。

間後まで LPS 投与前に比べて有意に高い値を

乳中細菌数と抗菌因子との関係示した［28］。
Cathelicidin の役割は抗菌作用が主なもので乳房炎になると、原因菌の特定が必要であるあり、グラム陽性および陰性細菌、ウイルス、が、乳汁の培養検査をしても、細菌が検出されなど広範囲な種類に作用する。グラム陰性細菌

ないことがある。この原因としては、菌数が少では大腸菌、陽性細菌では黄色ブドウ球菌にもない、培地の選択が不適切、細菌以外の微生物

抗菌作用を示すことが報告されている。また、が原因、乳汁採取時に菌の排出がない、等が考Cathelicidin は、抗菌作用だけでなく、LPS 中

えられている。それ以外にも乳汁の保存が不適和作用も有する。甚急性の乳房炎の治療のため切であり、保存中に細菌が死んでしまったといに抗生剤を投与すると、死んだ細菌から多量のう原因も考えられる。上述した通り、乳房炎か

エンドトキシンが放出され、ショックが起きるら採取した乳汁には高濃度の抗菌因子が含まれことがある。また、全身性でなく乳房内の局所ていることから考えると、乳汁の保存中にこれ的な炎症において、エンドトキシンによる過度らの抗菌因子によって殺菌される可能性があの炎症が、症状を悪化させたり長期化させたりる。

する。そこで、エンドトキシンによる免疫反応

そこで、高い体細胞数を示す潜在性乳房炎のの惹起をブロックできれば、乳房炎の治癒が効

乳汁を採取し、0, 0.5, 1, 2, 3, 4 および 5 時間室

率 的 に な る と 考 え ら れ る。 そ こ で、LPS と温で保存した後、直ちに培地に播種して生菌数

cathelicidin7 を培養すると、両者が結合するこおよび菌の同定を行った。採取直後の生菌数無と が 分 か っ た［13］。 ま た、 乳 腺 上 皮 細 胞 をのサンプル割合は 19.4% であったが、3 ～ 5 時

LPS で刺激する時に cathelicidin7 を添加する

間保存すると、30% にまで上昇した（図 3）［5］。

と、炎症性サイトカインの増加が抑制された

次に、菌種別に保存中の生菌数の変化を調べて［13］。同様に、リンパ球を緑膿菌由来の LPS

みたところ、大腸菌群（CO）の生菌数は保存で刺激するとケモカインであるインターロイキ

4 時間後には保存前の約半分にまで減少していン ‐ 8（IL-8）の分泌が有意に増加するが、こた（図 4）。Corynebacterium bovis, yeast およびの時、cathelicidin7 を添加すると、IL-8 の分泌

CNS の生菌数は保存 30 分後にはすでに保存前が 有 意 に 抑 制 さ れ た。 以 上 の こ と か ら、の 60％以下にまで減少し、その後も下がり続

cathelicidin7 は LPS に結合し、炎症を抑制す

け、5 時間後には保存前の 20％以下になった（図ることが示された。乳房炎治療で抗生物質を投4）。OS は 1 時間以上保存すると有意に生菌数与するとき、cathelicidin が多く分泌されるよが減少した。Streptococcus uberis および SA のうな処理をする、あるいは cathelicidin そのも生菌数は保存中に有意には減少しなかった（図のを同時投与する等の、応用ができれば大変意

5）。これらのことから、一部の菌種においては義深いと考えられる。

保存中に生菌数が激減することが明らかになった。

以上のように、いくつかの抗菌因子について続いて、保存中の生菌数の減少の原因を調べ説明してきたが、これら以外にも、lactoferrin、るために、牛乳中の生菌を体細胞あるいは抗菌

peroxidase、IgA などが知られており、乳房で因子と培養すると、体細胞と培養した方が生菌感染防御に貢献していると思われる。IgA は粘数の減少が強かった（図 6）が、菌別に詳細に膜免疫を支える抗体であり、通常は小腸のパイ調べると、抗菌因子によって減少する菌もあっ

エル板を通して得られた抗原情報を基に小腸のた［11］。これらのことから、体細胞のほとん－ 52 －

生菌が検出されない乳汁の割合（％）

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MAMMARY MANAGEMENT UTILIZING ANTIMICROBIAL COMPONENTS

30

20

10

0

0

0.5

1

2

3

4

5

保存時間 (h)図3

乳房炎乳を０～ 5時間保存した時の生菌数無のサンプルの割合
Hisaeda et al.（2016）より一部改変

図３ 乳房炎乳を０～5時間保存した時の生菌数無のサンプルの割合
Hisaeda Other
et al. Streptococci(2016)より一部改変 Corynebacterium bovis
Yeast like fungus

大腸菌群

Coagulase negative Staphylococci

100
90

生菌数の割合（％）

80
70

**

60

**

**

50

**

40

**

30

**
*

**

20

**

**

10

**
**

**

**

**

*

**

**
**

**
**

3

4

5

0
0

0.5

1

*

2

**

保存時間 (h)図4

乳房炎乳を0～ 5時間保存した時の各菌種における生菌数の変化
縦軸は保存前の菌数を100とした時の割合

図４ 乳房炎乳を0～5時間保存した時の各菌種における生Hisaeda et al.（2016）より一部改変
菌数の変化
縦軸は保存前の菌数を100とした時の割合
Hisaeda et al. (2016)より一部改変

どが好中球などの白血球なので、牛乳中の白血初乳製剤投与によって乳中抗菌因子が変化する？

球や抗菌因子が、乳房炎乳保存中に殺菌していると思われる。このことを考慮に入れて、生菌生れたばかりの家畜に初乳を飲ませるのは常検査をするべきと考える。

識だが、親家畜にも初乳を飲ませると健康になることが示唆されている。もしそうだとすると、母親が健康になれば、分娩後の初乳中成分も変－ 53 －

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抗菌因子を利用した乳房管理

140

生菌数の割合（％）

120
100
80
60
40

Staphylococcus aureus
Streptococcus uberis

20
0
0

図5

0.5

1

2

3

4

5

保存時間 (h)乳房炎乳を0～ 5時間保存した時の各菌種における生菌数の変化

縦軸は保存前の菌数を100とした時の割合
Hisaeda et al.（2016）より一部改変

生菌数無の乳サンプルの割合（％）

図５ 乳房炎乳を0～5時間保存した時の各菌種における生菌数の変化
縦軸は保存前の菌数を100とした時の割合
Hisaeda et al. (2016)より一部改変
b

50
40
30

a

a

20
10
0

SCC

AMF

0h

5h
培養時間

図6

乳汁に含まれていた菌をSCC（ほとんどが白血球）あるいは抗菌因子（AMF）と5時間培養した時の生菌数無の乳サンプルの割合
a, b：異文字間に有意差あり（Koshiishi et al., 2017を改変）化し、それを飲む子の健康にも貢献する可能性も向上した。このように、経口投与という簡単がある。そこで、分娩予定
2 週間前からヤギにな方法で、乳中の抗菌因子を増やすことができ
図６ 乳汁に含まれていた菌をSCC（ほとんどが白血球）あるいは抗菌因子（AMF）と5時間培養した時の生菌数無の乳サンプルの割合
初乳製剤（eCOW、イーアニマル）を2ml ／れば、子の健康だけでなく、親の乳房の健康に
a,b：異文字間に有意差あり（Koshiishi et al., 2017を改変）
日ずつ毎日飲ませ、初乳中の抗菌因子を調べても貢献し、乳房炎を防ぐことが期待される。

みた結果、lactoferrin および IgA の濃度が有抗菌因子の季節変化

意に増加していた（図 7）［10］。その結果、子ヤギの血中の IgA 濃度が上昇しており、増体乳房炎の発生頻度や乳汁中 SCC は、季節に－ 54 －

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乳中 Lactoferrin 濃度 (μg/ml)

600

MAMMARY MANAGEMENT UTILIZING ANTIMICROBIAL COMPONENTS

*
a

500

*
ac

400
300

bc

200
100
0

2

4

6

8

b

b

b

10

12

14

分娩後日数
40

*

乳中IgA 濃度(μg/ml)

35
30
25
20
15
10
5
0

2

6

10

14

分娩後日数

図7

分娩2週間前から初乳製剤を与えた母ヤギの分娩後乳中lactoferrin（上）およびIgA（下）濃度の変化
図７ 分娩2週間前から初乳製剤を与えた母ヤギの分娩後乳*：区間に有意差あり、a,b, c：日間に有意差あり、●：初乳投与区、□：対照区
中lactoferrin （上）およびIgA（下）濃度の変化（Isobe et al.,*：区間に有意差あり、a,b,c：日間に有意差あり
2020を改変）（Isobe et al., 2020を改変）

より影響を受ける。
夏には E. coli や Streptococcus

5-8 日のホルスタイン種乳牛から採取した乳汁属が原因の環境性乳房炎が増え［14, 29］、個体の内、SCC が 300,000 cells/ml 以下の乳汁のみ

およびバルク乳 SCC も増加する［15］。乳牛がを選び、抗菌因子濃度を測定した結果、LAP

暑熱期に乳房炎を発症しやすい原因として、病は夏が春に比べて有意に低く、lactoferrin は夏

原体側の要因と宿主側の要因の双方が考えられおよび秋が冬に比べて有意に低かった（図 8）。

るが、特に宿主側の要因については、高温多湿

なお、夏の直腸温度が他の季節に比べ有意に高な 環 境 下、 す な わ ち temperature-humidity

いことを確認した。これらのことから、暑熱期

index（THI）の上昇に伴う暑熱ストレスの影

では抗菌因子産生能が他の季節より低下してお響が大きい。暑熱ストレスは、乳量の減少とそり、これが乳房炎発症の一因になる可能性が考れに伴う SCC の上昇［24］、内分泌機能の変化えられた。さらに、酸化ストレス指標である血に伴う免疫への影響（血中コルチゾール濃度の中 derivatives of reactive oxygen metabolites

上昇など）［1］、炎症性サイトカインへの影響（d-ROMs）や、免疫に影響を与えるとされる［3］、などが指摘されているが、我々は新たに、血中コルチゾール、チロキシン濃度は季節間で季節が乳汁中抗菌因子濃度に影響を及ぼしてい差がなかった。これらの結果から、全身に影響るかどうかを調査した。臨床上健康な、分娩後が出るほど強い暑熱ストレスには曝露されてい－ 55 －

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抗菌因子を利用した乳房管理

a)
*

2.1
2.0
1.9
1.8
1.7

**

**

2.2
1.2
1.1
1.0
0.9

1.6
1.5

冬

春

c)
5.0

夏

0.8

秋

**

冬

春

夏

秋

冬

春

夏

秋

d)

**

2.0
1.8

4.0

乳中 IgA濃度 (log μg/ml)

乳中 S100A7濃度 (μg/ml)

1.3

乳中 LAP濃度 (log μg/ml)

乳中 Lactoferrin 濃度 (log μg/ml)

2.3

b)

*

3.0
2.0
1.0

1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2

0.0

0.0

冬

図8

春

夏

秋

季節ごとの体細胞数30万/ml以下の乳汁中lactoferrin（a）、LAP（b）、

S100A7（c）およびIgA（d）濃度
図８ 季節ごとの体細胞数30万/ml以下の乳汁中lactoferrin(a)、LAP (b)、S100A7 (c)およびIgA(d)濃度 （それぞれP < 0.05 、P < 0.01）*,**：区間に有意差あり（Suzuki et al., 2020を改変）*,**：区間に有意差あり（それぞれP < 0.05 、P < 0.01）（Suzuki et al., 2020を改変）ないと推察されるため、抗菌因子濃度の低下は

遺 伝 子 の ひ と つ で あ る fecA を 欠 損 さ せ た E.

局所反応であると推察された。

coli は乳汁中での増殖が低下すると報告されて一方、冬では lactoferrin の濃度が高かったが、いる［16］。これらのことから、乳房炎に関与

逆に S100A7 の濃度が低かった。S100A7 は乳する E. coli は関与していないものに比べて、房炎起因細菌のなかでも E. coli に対し特に強特に鉄の要求が高いことがわかる。そこで冬でい抗菌活性をもつことから［18］、S100A7 のは、低い S100A7 濃度によって E. coli が増殖す

低い冬は E. coli に感染しやすい状態にある可るのを抑制するために、lactoferrin を多く分泌能性がある。一方、lactoferrin は、鉄との高いし、乳房内の鉄を奪い、E. coli の増殖を抑制し親和性により環境中から鉄を奪うことで静菌的ていると推察される。実際、全サンプル中の乳に作用する［26］。乳房炎症例由来株の E. coli が、

汁中 lactoferrin と S100A7 濃度には負の相関が乳房炎とは無関係の環境中の E. coli と比べて、みられた［22］。このように、季節によって乳

Fec system 関連遺伝子（鉄獲得能と関係があ

汁中抗菌因子濃度が異なることが分かり、特にる）が高頻度でみられ［2］、Fec system 関連

環境性乳房炎の多い夏に複数の抗菌因子濃度が－ 56 －

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低下していることから、乳汁中抗菌因子濃度を保つ方法の構築により、暑熱期の乳房炎予防につながることが期待される。
以上のように，反芻動物の乳腺において複数の抗菌因子が産生されており、それぞれ重要な役割を果たしていると思われる。これらの役割を十分に理解し、利用することにより、適切な乳房の健康管理が実施できると考えられる。
引用文献［1］ Bagath, M., Krishnan, G., Devaraj, C., Rashamol, V.
P., Pragna, P., Lees, A. M., Sejian, V. 2019. The
impact of heat stress on the immune system in dairy
cattle: A review. Res. Vet. Sci. 126: 94-102.
［2］ Blum, S. E., Goldstone, R. J., Connolly, J. P. R.,
Répérant-Ferter, M., Germon, P., Inglis, N. F.,
Krifucks, O., Mathur, S., Manson, E., Mclean, K.,
Rainard, P., Roe, A.J., Leitner, G., Smith, D. G. E.
2018. Postgenomics Characterization of an Essential
Genetic Determinant of Mammary Pathogenic.
mBio 9.
［3］ Chen, S., Wang, J., Peng, D., Li, G., Chen, J., Gu, X.
2018. Exposure to heat-stress environment affects
the physiology, circulation levels of cytokines, andmicrobiome in dairy cows. Sci. Rep. 8: 14606.
［4］ Compton, C. W. R., Cursons, R. T. M., Barnett, C. M.
E., McDougall, S. 2009. Expression of innate
resistance factors in mammary secretion fromperiparturient dairy heifers and their association withsubsequent infection status. Vet. Immunol.
Immunopathol. 127: 357-364.
［5］ Hisaeda, K., Koshiishi, T., Watanabe, M., Miyake,
H., Yoshimura, Y., Isobe, N. 2016. Change in viablebacterial count during preservation of milk derived
from dairy cows with subclinical mastitis and its
relationship with antimicrobial components in milk.
J. Vet. Med. Sci. 78: 1245-1250.
［6］ Isobe, N., Hosoda, K., Yoshimura, Y. 2009.
Immunolocalization of lingual antimicrobial peptide(LAP) in the bovine mammary gland. Anim. Sci. J.
80: 446-450.
［7］ Isobe, N., Nakamura, J., Nakano, H., Yoshimura, Y.
2009. Existence of functional lingual antimicrobial
peptide in bovine milk. J. Dairy Sci. 92: 2691-2695.
［8］ Isobe, N., Morimoto, K., Nakamura, J., Yamasaki, A.,
Yoshimura, Y. 2009. Intramammary challenge oflipopolysaccharide stimulates secretion of lingual
antimicrobial peptide into milk of dairy cows. J.
Dairy Sci. 92: 6046-6051.

MAMMARY MANAGEMENT UTILIZING ANTIMICROBIAL COMPONENTS［9］ Isobe, N., Shibata, A., Kubota, H., Yoshimura, Y.
2013. Lingual antimicrobial peptide and lactoferrin
concentrations and lactoperoxidase activity inbovine colostrum are associated with subsequent
somatic cell count. Anim. Sci. J. 84: 751-756.
［10］Isobe, N., Matsukawa, S., Kubo, K., Ueno, K.,
Sugino, T., Nii, T., Yoshimura, Y. 2020. Effect oforal administration of colostrum whey to peripartum
goat on antimicrobial peptides in postpartum milk.
Anim. Sci. J. 91: e13365.
［11］Koshiishi, T., Watanabe, M., Miyake, H., Hisaeda,
K., Isobe, N. 2017. Cellular and soluble components
decrease the viable pathogen counts in milk fromdairy cows with subclinical mastitis. J. Vet. Med.
Sci. 79: 1389-1393.
［12］Kuwahara, K., Yoshimura, Y., Isobe, N. 2017. Effectof steroid hormones on the innate immune response
induced by Staphylococcus aureus in the goat
mammary gland. Reprod. Domest. Anim. 52: 579584.
［13］Nishikawa, M., Nii, T., Yoshimura, Y., Isobe, N.
2018. Investigation of the binding of goat
cathelicidin-7 to lipopolysaccharide and leucocidal
suppression of pro-inflammatory cytokines. Small
Ruminant Res. 168: 101-06.
［14］Makovec, J. A., Ruegg, P. L. 2003. Results of milk
samples submitted for microbiological examinationin Wisconsin from 1994 to 2001. J. Dairy Sci. 86:
3466-3472.
［15］Olde, Riekerink, R. G., Barkema, H. W., Stryhn, H.
2007. The effect of season on somatic cell count andthe incidence of clinical mastitis. J. Dairy Sci. 90:
1704-1715.
［16］Olson, M. A., Siebach, T. W., Griffitts, J. S., Wilson,
E . , E r i c k s o n , D . L . 2 0 1 8 . G e n o m e - Wi d e
Identification of Fitness Factors in MastitisAssociated Escherichia coli. Appl. Environ.
Microbiol. 84.
［17］Purba, F. Y., Nii, T., Yoshimura, Y., Isobe, N. 2019.
Short communication: Production of antimicrobial
peptide S100A8 in the goat mammary gland andeffect of intramammary infusion of
lipopolysaccharide on S100A8 concentration in
milk. J. Dairy Sci. 102: 4674-4681.
［18］Regenhard, P., Leippe, M., Schubert, S., Podschun,R., Kalm, E., Grötzinger, J., Looft, C. 2009.
Antimicrobial activity of bovine psoriasin. Vet.
Microbiol. 136: 335-340.
［19］Regenhard, P., Petzl, W., Zerbe, H., Sauerwein, H.
2010. The antibacterial psoriasin is induced by E.
coli infection in the bovine udder. Vet. Microbiol.
143: 293-298.

－ 57 －

家畜感染症学会誌
9 巻 2・3 号 2020

［20］Srisaikham, S., Suksombat, W., Yoshimura, Y.,
Isobe, N. 2016. Goat cathelicidin-2 is secreted byblood leukocytes regardless of lipopolysaccharide
stimulation. Anim. Sci. J. 87: 423-427.
［21］Stolzenberg, E. D., Anderson, G. M., Ackermann, M.
R., Whitlock, R. H., Zasloff, M. 1997. Epithelial
antibiotic induced in states of disease. Proc. NAS
USA 94: 8686-8690.
［22］Suzuki, N., Purba, F.Y., Hayashi, Y., Nii, T.,
Yoshimura, Y., Isobe, N. 2020. Seasonal variationsin the concentration of antimicrobial components inmilk of dairy cows. Anim. Sci. J. in press［23］Swanson, K., Gorodetsky, S., Good, L., Davis, S.,
Musgrave, D., Stelwagen, K., Farr, V., Molenaar, A.
2004. Expression of a beta-defensin mRNA, lingual
antimicrobial peptide, in bovine mammary epithelial
tissue is induced by mastitis. Infec. Immun. 72:
7311-7314.
［24］Tao, S., Orellana, R. M., Weng, X., Marins, T. N.,
Dahl, G. E., Bernard, J. K. 2018. Symposium
review: The influences of heat stress on bovine
mammary gland function. J Dairy Sci 101: 56425654.

抗菌因子を利用した乳房管理［25］Tetens, J., Friedrich, J.J., Hartmann, A., Schwerin,M., Kalm, E., Thaller, G.. 2010. The spatial
expression pattern of antimicrobial peptides acrossthe healthy bovine udder. J. Dairy Sci. 93: 775-783.
［26］Weinberg, E. D. 1978. Iron and infection. Microbiol.
Rev. 42: 45-66.
［27］Zhang, G. W., Lai, S.J., Yoshimura, Y., Isobe, N.
2014. Messenger RNA expression andimmunolocalization of psoriasin in the goat
mammary gland and its milk concentration after an
intramammary infusion of lipopolysaccharide. Vet. J.
202: 89-93.
［28］Zhang, G. W., Lai, S.J,. Yoshimura, Y., Isobe, N.
2014. Expression of cathelicidins mRNA in the goat
mammary gland and effect of the intramammary
infusion of lipopolysaccharide on milk cathelicidin-2
concentration. Vet. Microbiol. 170: 125-134.
［29］Zhang, Z, Li, X. P., Yang, F., Luo, J. Y., Wang, X. R.,
Liu, L. H., Li, H. S. 2016. Influences of season,parity, lactation, udder area, milk yield, and clinicalsymptoms on intramammary infection in dairy cows.
J. Dairy Sci. 99: 6484-6493.

－ 58 －

The Journal of Farm Animal in Infectious Disease
Vol.9 No.2･3 2020

MAMMARY MANAGEMENT UTILIZING ANTIMICROBIAL COMPONENTS

Mammary management utilizing antimicrobial components
Naoki Isobe1, 2, Naoki Suzuki3, 41

Graduate School of Integrated Sciences for Life, Hiroshima University, 1-4-4 Kagamiyama, Higashi-Hiroshima
The Research Center for Animal Science, Hiroshima University, 1-4-4 Kagamiyama, Higashi-Hiroshima
3
Graduate School of Biosphere Science, Hiroshima University, 1-4-4 Kagamiyama, Higashi-Hiroshima
4
Hiroshima Agricultural Mutual Aid Association, 1-2-23 Hikarimachi, Higashi-Ku, Hiroshima
Corresponding Naoki Isobe
Graduate School of Integrated Sciences for Life, Hiroshima University, 1-4-4 Kagamiyama, HigashiHiroshima
TEL: +81-82-424-7993
Mail: niso@hiroshima-u.ac.jp
2【Abstract】
Treatments of mastitis without antibiotics are expected. Since antimicrobial components work immediately
after bacterial invasion and have broad spectrum of bactericidal function, treatment of mastitis will be developedby utilizing antimicrobial components in the mammary gland. This review explain antimicrobial components thatworks in the mammary gland such as defensin, S100, cathelicidin. It also outlines the effects of these on mastitis
management, those seasonal variation, and possible method for increasing antimicrobial components.
Keywords: antimicrobial components, mammary gland, mastitis－ 59 －