獣医学および動物衛生研究におけるマルチプレックス
獣医学および動物衛生に関する研究は、動物とヒトの健康を守るため、そして科学の進歩のために重要です。コンパニオンアニマルや農業用動物の研究のためにMILLIPLEX®マルチプレックスアッセイなどのバイオマーカー検出マルチプレックス・イムノアッセイを使用することの利点について説明します。
セクションの概要
動物研究におけるバイオマーカー検出マルチプレックス・イムノアッセイの利点
動物衛生研究には、獣医学やコンパニオンアニマル・農業用動物の研究など多種多様な領域が含まれています。バイオマーカー検出マルチプレックス・イムノアッセイを用いたマルチプレックスにより、貴重な時間、費用、サンプル量を節約し、1回のアッセイで得られるデータポイントの数を劇的に増やすことができます。
獣医学および動物衛生研究のためのMILLIPLEX®マルチプレックスアッセイ
獣医学、動物衛生、動物モデル、ならびにヒトの健康を研究している科学者は、Luminex® xMAP®テクノロジーに基づくMILLIPLEX®マルチプレックスアッセイにより、複雑な生物学的システムとプロセスを理解することができます。
MILLIPLEX® Companion and Agricultural Animalキットでは、以下の動物種の解析が可能です。
農業用動物 | コンパニオンアニマル |
これらの高度に検証されたアッセイにより、時間とサンプル量を節約し、非常に高品質なデータを提供します (表1)。
農業用動物の研究のためのサイトカインマルチプレックス解析の例
農業用動物研究に使用されているヒツジ、ニワトリ、ウシのサイトカインマルチプレックスアッセイの例を以下に示します。
ヒツジ
MILLIPLEX® Ovine Cytokine/Chemokine Panel 1は、同一サンプルで最大14種類のヒツジサイトカインを組み合わせて解析できる最初のマルチプレックスパネルです。このパネルを用いたデータの例を図1および2に示します。

図1.ヒツジPBMC(BioIVT社、ニューヨーク州ヒックスヴィル)をLPSまたはConcanavalin A(Con-A)で48時間刺激するか、刺激せずに置いた。細胞上清を回収し、MILLIPLEX® Ovine Cytokine/Chemokine Panel 1のプロトコルに従ってアッセイした(n=3、平均値)。IL-8は、このサンプル群の標準曲線で上限(飽和)に達した。

図2.ヒツジミルクサンプル(BioIVT社、ニューヨーク州ヒックスヴィル)をMILLIPLEX® Ovine Cytokine/Chemokine Panel 1のプロトコルに従ってアッセイした(n=10、平均値)。
ニワトリ
MILLIPLEX® Chicken Cytokine/Chemokine Panel 1は、同一サンプルで最大12種類のニワトリサイトカインを組み合わせて解析できる最初のマルチプレックスパネルです。このパネルを用いたデータの例を以下に示します(図3)。

図3.市販の健常なNew Hampshire chickenの血漿および血清サンプル(それぞれn=8)を、MILLIPLEX® Chicken Cytokine/Chemokine Panel 1のオーバーナイトプロトコルに従ってアッセイした。「ND=n」は、アッセイでアナライトが検出されなかったサンプルの数を示す。IL-21はこれらのサンプルでは検出されなかったが、特定の疾患/炎症の状態においてはIL-21の値が認められると予測される。
ウシ
MILLIPLEX® Bovine Cytokine/Chemokine Panel 1は、同一サンプルで最大15種類のウシサイトカインを解析できる最初のマルチプレックスパネルです。2種類のサンプルタイプのアナライトデータの例を図4および5に示します。

図4.ウシPBMC(BioIVT社、ニューヨーク州ヒックスヴィル)をLPSまたはConcanavalin A(Con A)で48時間処理した後、無細胞サンプルを回収し、MILLIPLEX® Bovine Cytokine/Chemokine Panel 1でアッセイした(n=3、平均値±SEM)。*これらのサンプル群の標準曲線で上限(飽和)に達したことを示す。

図5.血清サンプルはBioIVT社(ニューヨーク州ヒックスヴィル)から入手した。サンプルはMILLIPLEX® Bovine Cytokine/Chemokine Panel 1のプロトコルに従ってアッセイした。
急性期タンパク質(APP)は、動物の福祉とストレスの主な指標として使用できます。急性期反応、つまり組織損傷、感染、炎症、外傷、またはストレスに誘発される全身反応により、生体液中のAPPレベルは急激に変化します。ウシにおいて、感染症と戦い組織損傷を抑える上でAPPは重要な役割を果たしています。ハプトグロビンとフィブリノーゲンは、ウシにおける極めて重要なAPPバイオマーカーです。MILLIPLEX® Bovine Acute Phase Protein Panel は、1つのサンプルでハプトグロビンとフィブリノーゲンの両方を定量的に測定できるため、APPバイオマーカー解析のプロセスを効率化し、ウシの健康を評価するためのより包括的なツールとなります(表2および図6)。

図6.乳腺炎のあるウシにおける牛乳サンプル中のハプトグロビンとフィブリノーゲンの濃度。
ウマ
炎症および免疫細胞反応は、恒常性を維持するためのカギです。疾患メカニズムの理解を深めれば、疾患の原因において炎症が果たす役割がさらに分かってきます。これは、ヒトと同じくウマにも当てはまります。ヒトもウマも感染症、変形性関節症、呼吸器疾患などの免疫疾患、さらに神経疾患、代謝疾患、心血管疾患、そしてがんに罹ります。MILLIPLEX® Equine Cytokine/Chemokine Panel は、ウマの血清、血漿、細胞培養上清、または組織/細胞抽出物においてアナライトを同時解析するために使用される23-plexキットです(表3)。
ブタ
MILLIPLEX® Porcine Cytokine/Chemokine Panel により、設定可能または固定のプレミックスフォーマットにおいて13のアナライトを同時定量化できます(表4)。
急性期タンパク質(APP)は、自然免疫応答に不可欠な部分を構成するものであり、炎症、感染、または外傷に反応して血清/血漿濃度に大幅な変化が見られます。このタンパク質グループには、ハプトグロビンやC反応性タンパク質(CRP)が含まれ、これらは免疫応答において役割を果たしており、全身性炎症や全身性疾患のバイオマーカーとして広く研究されています。MILLIPLEX® Porcine Acute Phase Protein Panel は、ブタサンプルにおいてCRPとハプトグロビンを同時定量するための2-plexキットです(図7)。

図7.市販のYorkshireブタ血清・血漿(n=10)およびミニブタ血清・血漿(n=8)から得られたサンプル値の代表的標準曲線。「ND=n」は、アッセイ検出限界を下回ったサンプルの数を示す。
コンパニオンアニマル研究のための下垂体ホルモン・サイトカイン解析のマルチプレックス解析の例
イヌ
コンパニオンアニマルの研究におけるイヌ下垂体ホルモンマルチプレックスアッセイの例を以下に示します。
血清、血漿、および細胞/組織培養サンプル中のイヌ下垂体ホルモン(最大6種類のアナライト)をMILLIPLEX® Canine Pituitary Expanded Panelを用いて定量しました。アナライトデータの例を図8に示します。

図8市販の健常イヌ血清(n=22)および血漿(n=27)サンプルをMILLIPLEX® Canine Pituitary Expanded Panelを用いて、プロトコルに従ってアッセイした。マゼンタの〇印は、各サンプルの標準曲線上の点を示す。
ネコ
ネコ炎症マーカーは、敗血症、敗血症性ショック、マイコバクテリア症、炎症性口腔疾患、腫瘍性疾患、アレルギー、喘息などさまざまな疾患において注目されています。MILLIPLEX® Feline Cytokine/Chemokine Panel は、便利な固定プレミックスの形で提供しており、19種類の免疫因子を同時解析できます(図9)。

図919種類のネコサイトカイン/ケモカインの代表的標準曲線の範囲
カスタマーインタビュー
Bovine Cytokine/Chemokine Multiplex Panelを用いた農学研究に関するQ&A
MILLIPLEX®パネルが農業用動物研究の進歩にどのように役立っているかについて、 Dr. Kyle McLean(PAS、Assistant Professor in Ruminant Reproduction、the Department of Animal Science at the University of Tennessee Institute of Agriculture)のインタビューをご覧ください。
現在の研究内容を簡単にご説明ください。
私は反芻動物の繁殖を中心とした研究をしており、特に妊娠初期の子宮環境、胎盤発生、胎児プログラミングに重点を置いています。
具体的に、ウシは研究にどのように関わっていますか?
ウシは私の研究対象です。
なぜウシを選んだのですか?
ウシは、経済的重要性と生物医学的可能性から、これまでも、そしてこれからもいつも私の研究の中心です。
MILLIPLEX® Bovine Cytokine/Chemokine Panel 1の使用は、研究やワークフローにどのように役立っていますか?
このパネルでは、他のどの方法よりも迅速に、より少ないサンプルでより多くのサイトカインを定量できます。これによって子宮環境のプロファイルを作成することもできました。
研究室では他にどのような研究を行っていますか?
子宮環境のアミノ酸プロファイルを確立しました。また、栄養が雄ウシの精漿の組成に与える影響についても研究しています。
研究の課題を解決できるとすれば、それは何でしょうか?
妊娠成立のメカニズムを理解し、そして妊娠中の母体と胎児の栄養所要量を確立することです。
この分野の研究を始めようとしている科学者に向けて何かアドバイスはありますか?
恐れることなく困難な疑問に立ち向かい、既成概念にとらわれずに物事を考えてください。
ヒツジ
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複数種
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研究目的での使用に限定されます。診断目的には使用できません。