研究所だより

　微生物研究室 上野です。
　当研究室は細菌などの微生物に関する検査だけでなく，病理検査も担当しています。病理検査では，病気の馬より採取した臓器・組織から作製した標本を用い，病変の形態学的な評価を行います。
　今日は一般的な病理組織標本～ホルマリン固定パラフィン包埋（ほうまい）標本の作製方法について2回にわたり紹介いたします。

固定
　採取された組織は，一般的には薬品による固定（化学的固定）が施されます。固定の主な目的は採取時の形状を保つこと，すなわち「自家融解や細菌による腐敗を防止すること」や「組織や細胞のタンパク質を変化させて形態や内部に含まれる物質を保存すること」にあります。通常はホルマリン（ホルムアルデヒド水溶液）を用いますが，目的によっては高濃度のアルコールも使用します。

切り出し
　固定後の組織から検査に必要な部分を選択し，標本作製に適した大きさ・形にナイフで切り取ります（図1，２）。骨などの石灰化した組織は，そのままでは硬すぎて切ることができないので，カルシウムなどを取り除くための脱灰（だっかい）処理を事前に行います。

図1　ホルマリン固定後の採取組織（鼻にできたイボ）
上：表面からみたところ。
下：縦断面。この面を顕微鏡観察します。

図2　サンプル処理用カセット　＊蓋を外しています
取り間違えが無いよう，サンプル毎に個別のカセットに入れ処理を進めます。

包埋（ほうまい）
　顕微鏡観察のためには極めて薄く組織を切らなければなりません。通常私たちは3-5 μm（1000分の3-5 mm）の標本を作製しています。固定処理でもある程度の“硬さ“は生じるのですが，レバニラ炒めのレバー程度の硬さであるので，そのままでは顕微鏡観察ができるほど薄く切ることはできません。そこで組織に適度な硬さを与えるための物質～パラフィン（蝋）を組織に浸透させます。パラフィンは水をはじく性質があり，固定後の状態のままでは組織に浸透しないので，アルコールによる脱水→アルコールとパラフィンの両者に親和性のある物質（キシレン等）による中間処理→溶融パラフィンの浸透と手順を進めます。細かくは数時間おきに十数段階の手順を要しますが，専用の機械が自動的に処理してくれます（図3）。パラフィン浸透が終わった組織は，溶融パラフィンと共に冷やし固めてブロック状にします（図4，５）。

図3　自動包埋装置

図4　パラフィン浸透が終わった組織
溶融パラフィンと共に所定の型枠に入れて冷やします。

図5　パラフィンブロック
冷やし固める途中で台座（サンプル処理用カセットを流用）を取り付けます。

＊次回はパラフィン浸透組織の薄切（はくせつ）と染色方法についてご紹介します。

　分子生物研究室の根本です。今回は子馬の下痢症の集団発生で検出された珍しいロタウイルスについて紹介します。

　ロタウイルスはヒトの赤ちゃんや子馬に感染し、下痢などの消化器症状を引き起こすウイルスです。現在のところロタウイルスはA群からJ群に分類されており、ウマではA群ロタウイルスのみが下痢をしている子馬から検出されていました。しかし2021年の出産シーズン（2月から3月）に、アメリカの馬産地であるケンタッキー州において、初めてB群ロタウイルスによる子馬の下痢の集団発生がありました。なおB群ロタウイルスはヒトやウシ、ブタなどに感染することが知られています。

　この流行で、下痢を発症した子馬は生後2-7日齢と非常に幼弱でした。農場によっては100%の子馬が下痢の症状を示したことから、非常に伝染力が強いことがわかります。一方、下痢を示した子馬の母馬は、下痢を示しませんでした。原因究明のため、ケンタッキー大学の研究者たちは、下痢便を電子顕微鏡で観察したところ、ロタウイルス様の粒子を観察することができました。しかし、子馬の下痢を引き起こす主要なウイルスであるA群ロタウイルスがリアルタイムRT-PCR法で陰性であったことから、さらに次世代シーケンサーによる遺伝子検査が実施されました。この遺伝子検査により、これまでウマでは報告のなかったB群ロタウイルスが検出されました。ロタウイルスの遺伝子は11つの分節に分かれています。今回子馬から検出されたB群ロタウイルスの11遺伝子を調べると、２つがB群ウシロタウイルス、9つがB群ヤギロタウイルスの遺伝子と最も近縁であることがわかりました。これらの結果から、今回のB群ロタウイルスはウシやヤギといった反芻動物のロタウイルスが混ざり合ってできたことが示唆されました。

　しかし、どのようにして反芻動物からウマに感染したのか、いつからB群ロタウイルスが馬群内に存在しているのかなどは不明であり、今後の研究の進展が望まれます。これまで日本国内において、ウマにおけるB群ロタウイルスによる下痢症の発生報告はありませんが、子馬の下痢症の原因となりうることを念頭に今後は研究を進める必要がありそうです。

[参考文献]
Uprety et al., Identification of a Ruminant Origin Group B Rotavirus Associated with Diarrhea Outbreaks in Foals. Viruses 2021.13:1330.

A群ロタウイルス感染子馬の下痢症状
（JRA日高育成牧場　遠藤祥郎　博士　撮影、
Nemoto and Matsumura, J. Equine Sci. 2021. 32: 1–9.より引用）

　こんにちは、イギリスに滞在している臨床医学研究室の田村です。

　前回、Royal Veterinary College (RVC；王立獣医大学) は競走馬との関係が深いことを紹介しました。今回はRVCの構内にある馬に由来があるものを紹介します。

　写真は中庭にある彫刻です。作品のタイトルはDuncan's Horses。シェイクスピアの戯曲The Scottish playに登場するダンカンという人物に由来するそうです。もともとRVCの学生であり、その後に著名な彫刻家となったAdrian Jonesが1892年に作製した作品の復刻版です。彼はPeace in her Quadrigaという馬の彫刻も作製しており、ロンドン中心部に展示されています。どちらも馬の表情や筋肉の表現が精巧であり、力強い印象のある作品です。

　　　　　　Duncan's Horses

　他にも、競走馬の名前が付けられている建物があります。
　これまでのブログで紹介したEclipseの名は、RVCの最も大きい建物に名付けられています。この建物の中にEclipseの骨格標本が展示されています。

Eclipseは研究施設、スタッフ居室の他に
カフェも入っている建物に名付けられている。

　また、他の研究施設の一つにはMill Reefという名前が付けられています。1968年に生まれたMill Reefは英国ダービーや仏国凱旋門賞を勝利し、その後も種牡馬としても活躍した実績があります。

　Mill Reefは研究施設の名称になっている。

　こちらのスタッフ居室となっている施設はKalanisiです。1996年に生まれたKalanisiは、英国チャンピオンステークスや米国ブリーダーズカップ・ターフの優勝馬です。出走したレースの全てで3着以内に入る優秀な競走馬でした。

Kalanisiはスタッフの居室施設の名前となっている。

　建物に名前を付ける際の選考基準を聞いたのですが、誰も当時の経緯が分からないそうです。ただ、RVCの学生やスタッフは、いずれもこれらの歴史的名馬のことを良く知っており、現在に至るまで語り継がれています。

　こんにちは、運動科学研究室の吉田です。
　2月の北京オリンピック、日本勢の活躍で大いに盛り上がりましたね。
　中でもスピードスケートの髙木美帆選手、金メダルを含む4つのメダル獲得は素晴らしい記録でした。

　そんな髙木選手のスピードスケートと競馬、なかでもナリタブライアンとの接点を探してみました。
　○ ナリタブライアンの成績（それぞれの距離の最終走）
　　3200m（芝）　3分18秒2　96年　天皇賞（春）　2着
　　1600m（芝）　1分34秒4　93年　朝日杯3歳S　 優勝
　　1200m（芝）　1分08秒2　96年　高松宮杯　　　4着
　○  髙木選手の成績（北京五輪）
　　3000m（氷）   4分1秒77　   6位入賞
　　1500m（氷）   1分53秒72    銀メダル
　　1000m（氷）   1分13秒19　 金メダル（五輪新）

　競馬とスピードスケート、全く違う競技ですが、その距離設定・スピードはとても近いものがあります。競馬場（1周約1600m）に比べかなり小さい400mというコースを周回しながら、髙木選手は競走馬に近いスピードで走り続けていたのですね。
　一方クラシック三冠のナリタブライアンですが、引退した5歳（旧6歳）時には3200mのGⅠレース後、たったの1か月で1200mのGⅠを走り、それぞれ上位に入賞してみせました。
　今でも「最強馬」に推すファンも多いナリタブライアン、北京での髙木選手の活躍に重ねてしまうのはちょっと無理がありましたでしょうか？
　　

　一方、競馬の短距離戦（1200mなど）を陸上競技の100m、長距離戦（3200mなど）をマラソンになぞられたりすることがありますが、これにはかなりの無理があります。スポーツを分類するときはその競技時間から比較するのが良いようです。関連記事「競馬は陸上競技の中距離走」を以下に掲載していますので興味のある方はご覧ください。

「サラブレッドのスポーツ科学」
（一覧の最下段にあります”第1回”をご覧ください）　

こんにちは。微生物研究室の越智＠ルイジアナ州です。

日本では春のG1シーズンが始まりました。ご存知の通り，私の留学しているアメリカも競馬の盛んな国です。ルイジアナ州には，Fair Grounds Race Courseがあります。この競馬場は1838年に開場し，現存する競馬場としては米国で２番目に古い競馬場として知られています。今回， G2ルイジアナダービー（3歳，ダート9.5ハロン）を見るべく，弊社ニューヨーク事務所の職員と同競馬場に赴きました。ルイジアナダービーは，G1ケンタッキーダービー出走馬選定ポイントシリーズにカウントされており，過去の勝ち馬がケンタッキーダービーで好走することも多いようです。

Fair Grounds Race Courseの外観

パドックの奥にはニューオリンズの高層ビル群が見える

ダービーの日はドレスコードが設定され，多くの人がドレスアップしている

ルイジアナダービーのレイ。ケンタッキーダービ同様，バラの生花で作られている

以前に紹介したように，当研究所の獣医職職員は競馬場での業務も担当しています（ブログ（外部リンク））。初めてみたアメリカの競馬・競馬場は，本会とは異なるところもありとても楽しめました。

事故救護用の救急車（奥）とピックアップトラック（手前）。トラックには，万が一に備えて遮蔽幕が常備されている。

パドックでマイクロチップを読み取る係員（左側）

上の写真↑をクリックするとgoogle drive(外部サイト）につながり動画が再生されます。

ファンファーレは途中からジャズの名曲に（各レースで異なるアレンジのようです）

臨床医学研究室の三田です。

ウマの臨床現場で遭遇する細菌感染症では抗菌薬を用いて治療することが一般的です。

抗菌薬の投与方法は色々ありますが基本的には血流を介して抗菌薬を病巣に届けられるかがカギになるため、外傷などで組織に空隙がある場合や骨折手術の螺子やプレート周囲など血流が乏しい部位では感染制御が難しくなることがあります。

そこで近年ヒトの医療で注目されているのが軟部組織内抗菌薬還流療法（intra-Soft tissue Antibiotics Perfusion〔iSAP〕）です（イメージ図参照）。これは高濃度の抗菌薬を皮下などの感染巣に持続的に注入するものです。

この方法では血流が乏しい部位に対しても抗菌薬を作用させることが可能となるばかりでなく、全身投与では到底達成できないような高濃度の抗菌薬を作用させることができるため低濃度の抗菌薬で死なない細菌に対しても有効となる場合があります。

画像はiSAPのHPより引用させていただきました。

（https://www.ismap-clap.com/isap（外部サイト））

ウマでこの治療方法を応用するためには課題が多いですが実現すればより早期に感染コントロールができる可能性もあるので注目の治療法として紹介しました。

こんにちは。微生物研究室の越智です。

　現在，私は解剖病理学の研修のために米国・ルイジアナ州立大学にいます。ルイジアナ州は，アメリカ南部のメキシコ湾に面しており，2月でも比較的温暖だと聞いていましたが，実際には最低気温20℃の日の翌日に最高気温が１０℃になる日も多く，体調管理に気を遣う日々です。

　私の所属先は，ルイジアナ州立大学獣医学部　Louisiana Animal Disease Diagnostic Laboratory (LADDL)です。LADDLは同獣医学部の診断施設であるだけではなく，ルイジアナ州およびその周辺地域からの依頼を受けてさまざまな検査，調査や研究を行っています。日本に置き換えると，獣医学部（学科）の研究室が家畜保健衛生所の機能をかねているようなイメージです。そのため，毎日多くの病理解剖やバイオプシー（病理組織診断）が行われており，病理医にとっては夢のような環境です。このような環境で１年間勉強ができることをとても楽しみにしています。（アメリカは狂犬病発生国ですので，十分に気をつけるようにと最初に説明されました。大学生の時に受けた狂犬病ワクチンが初めて役に立っています。）

　私の通勤ルートには，Tiger stadiumというアメリカンフットボール専用の超巨大スタジアムがあります。約10万人の観客を収容でき，収容人数では世界９位の規模です。コロナ禍が収まり，このスタジアムでアメフトを観戦するのも楽しみの１つです。

タイガースタジアム＠ルイジアナ州立大学

　分子生物研究室の上林です。
　馬ヘルペスウイルスに起因する“馬鼻肺炎”いう呼吸器感染症をご存じでしょうか。日本国内では主に冬～春にかけて感染馬が増加する傾向があり、感染すると発熱を引き起こすことがあります。重症化することはほとんどありませんが、突然の熱発で出走を回避しなければならないという事態も起こりえますので、我々にとっては競走資源の確保という観点で注視すべき感染症です。

　そこで、ウイルス感染症を担当する当研究室では、競走馬群における馬鼻肺炎の疫学状況を監視する目的で、毎月トレセンで発熱した馬の血清を送付してもらい感染の有無を検査します。ここで我々が使用する検査法が“ELISA（Enzyme-Linked Immuno Sorbent Assay）”です。
　ELISAは抗原―抗体反応を利用した抗体検査法であり、今回のようにウイルスに対する抗体のみならず様々なタンパクの定量に使われる非常にポピュラーな実験系です。仕組みを簡単に説明すると以下の通りです。

　プレートに抗原を固相化→血清を乗せて抗原に血清中抗体を結合→抗体にさらに酵素標識抗体（一般には二次抗体と呼びます）を付着させて発色。
　この発色の程度を吸光度として数値化して抗体価を算出します。血清中の抗体が多いほど二次抗体も多く付くため、発色が強くなるという仕組みです。下図左は試験後のプレートです。発色の程度が様々なのが見てわかるかと思います。右は最後の過程、吸光度を機械で測定しているところです。

　当研究室では、この馬鼻肺炎の疫学調査を20年以上にわたって継続して行っています。1シーズン（秋～翌春）を通しての感染率は年によって様々で、数%～十数%に収まることがほとんどです。この検査を継続的に行うことで得られる疫学データは、流行の兆候を把握することに繋がるのはもとより、変遷を遂げてきたワクチン接種プログラムの効果を検証する重要な材料にもなります。今でも突発的に流行する年はあるものの、ワクチン接種方法の改善やワクチン改良の効果もあり、長い目で見れば競走馬群での馬鼻肺炎感染率は低下してきています。
　ELISAは1回の検査を実施するのに半日程度要します。毎年、膨大な数の検体をELISAで検査することになるため少し骨が折れる作業ではあるのですが、これが日本競馬を防疫の観点から守る仕事だと思うと気は抜けません。

　さて、今年初のGⅠフェブラリーステークスも終わり、もうすぐ春競馬が始まります。今年も競馬を楽しみましょう。

　こんにちは、イギリスに滞在している臨床医学研究室の田村です。

　前回、Royal Veterinary College　(RVC；王立獣医大学)　にはエクリプスの骨格標本が保存されていることを紹介しました。
　なぜ、エクリプスがRVCに保管されているのか？という質問を頂きました。
　実は、エクリプスの存在そのものがRVCを設立するきっかけになったからです。

　これまでに見たことのない圧倒的なスピードと体力があったエクリプスの存在は、当時の人々に難問を投げかけました。
　現在の競馬ファンにも通じるその疑問は、いたってシンプルです。
　「なぜ、あの馬はあんなに速いのか？」

　その疑問に対して、科学的に向き合うために設立された研究機関、それこそがRVCだと言われています。当時の最先端の知識や検査道具を用いて、様々な観点から研究が実施されたようです。
　そうした研究成果や経験が基礎となり、今日のRVCおよび獣医学の発展に繋がっていることを考えると、エクリプスの功績は相当なものであり、偉大な存在であったと考えられます。

　さて、「なぜ、エクリプスは速いのか？」。
　この疑問への回答は様々です。心臓が大きかったとする研究者や、骨格形状と関連付ける研究者もいます。
　しかし、まだ完全な正解には至っていないようです。
　なぜなら、Eclipse と名付けられたRVCの主要研究棟には、彼の骨格標本や貴重な試料が保存されており、現在においても最先端の知識や検査道具を用いて研究が継続されているからです。
　一つの参考としてRVCのWebページ（外部サイト）をお教えしますので、「RVCのWebページ」の部分をクリックしてみてください。

　200年以上が経過しても答えが出ないことに、競馬のロマンを感じることができます。
　日本にいる大多数の競走馬がエクリプスの血統を引き継いでいます。競馬を通じることによって、彼らの速さの秘密を考えることは興味深いことかもしれません。

　運動科学研究室の高橋です。

　現在ではヒトのスポーツ界で様々な動作解析技術がありますが、動物の動作解析の始まりがウマだったことは皆さんご存じでしょうか。

　1800年代後半に、高速疾走するウマの四肢が地面から離れる瞬間があるかないか、という議論がドイツを中心にヨーロッパであったと言われています。

　それに決着をつけたのがアメリカの写真家であったMuybridgeだと言われています。ギャロップで疾走するウマの連続写真を撮影して、四肢が地面から離れている瞬間と肢の着地順を客観的に証明したということです。ちなみに、この連続写真はアメリカで「世界を変えた100枚の写真」にも選ばれ、国際バイオメカニクス学会では2年おきに最も優秀な論文を選び、その著者に”Muybridge Awards” という賞を授与しています。

　ヒトの目の解像度はそこまで良くないので、速い動作の観察には測定機器が必要ということですね。そして、様々な測定機器と組み合わせて私たちはウマの動作の理解を深めています。写真は野外走行中にハイスピードカメラと筋電図を組み合わせた実験風景です。

　さて、野外での実験において最も気を使わなければいけないことの１つは天気です。晴れ間に雲がかかると、せっかく合わせたカメラの絞りが合わない、雨が降ると中止、などなど。写真の実験時には快晴に恵まれましたが、数日前から天気予報を逐一気にして、実験中も雨雲レーダーチェックが欠かせませんでした。Mugbridgeの頃よりは格段に映像を撮影しやすくはなったと思いますが、自然を相手にしなければいけない辺りの難しさは残っていますね。