ニワトリ初期胚の成長と心血管系の発達は、フロルフェニコール曝露によって抑制される

Growth and cardiovascular development are repressed by florfenicol exposure in early chicken embryos.

• Dongfang Hu
• Fanliang Meng
• Yunli Cui
• Mei Yin
• Hongmei Ning
• Zhihong Yin
• Lingli Chen
• Yaming Ge
• Sidang Liu

抄録

フロルフェニコール（FLO）は、動物病院や養殖場で使用されている抗菌薬の中で最もポピュラーなものの一つです。この薬剤は、動物病院や研究活動において、治療した雌鶏が産んだ卵の孵化性を低下させることが明らかになっている。しかし、発育中の胚やその循環器系の病理学的変化やFLO誘発胚死のメカニズムについては不明な点が多い。本研究では、治療用量のFLOを投与した雌鶏の産卵した受精卵を採取し、培養した。その結果、FLO曝露は胚発生を抑制し、早期胚死を誘導することが明らかになった。その結果、FLOは孵化性を低下させ、弱いヒナの割合を増加させた。さらに、FLO曝露は胚性致死を引き起こし、体重の減少、ハンブルガーハミルトン・ステージの分布の遅れ、および目の形成不全などの特徴を持つニワトリ胚の発育を阻害した。病理検査の結果、FLO曝露は4.5日齢のニワトリ胚の心臓の正常な発育に影響を与え、その特徴は心横径の短縮、心室内の海綿体筋の配列の乱れ、心室壁の厚さの減少であることが示された。さらに、FLOは血液中の血管密度を低下させ、血管内皮増殖因子や線維芽細胞増殖因子を含む主要な血管新生関連遺伝子の発現レベルを低下させた。これらの結果から、FLO曝露は胚発生初期の血管発達を制限していることが示唆された。以上のことから、本研究で得られたデータは、制限された成長と心血管系の異常発達がFLOによる初期胚死の原因である可能性を示唆している。したがって、これらの知見は、FLOの適切な使用を導き、FLO誘発胚毒性のメカニズムに関する更なる研究のための基礎を築くために有用である可能性があります。

Florfenicol (FLO) is one of the most popular antibacterial drugs used in veterinary clinics and aquaculture. The drug was found to decrease the hatchability of eggs laid by treated hens in veterinary clinics and research work. However, the pathological changes in developing embryos and their cardiovascular system and the mechanism underlying FLO-induced embryonic death remain unclear. In the present study, fertilized eggs laid by hens treated with a therapeutic dose of FLO were collected and incubated. Results showed that FLO exposure repressed embryonic development and induced early embryonic death. As a result, FLO decreased the hatchability and increased the proportion of weak chicks. Moreover, FLO exposure led to embryonic lethality and inhibited the development of chick embryos as characterized by decreased weights, lagging distribution of Hamburger-Hamilton stages, and dysplastic eyes. Pathological examination indicated that FLO exposure affected the normal development of the heart in 4.5-day-old chick embryos, as characterized by shorter transverse cardiac diameter, disordered arrangement of trabecular muscles in ventricles, and reduced thickness of ventricular walls. Furthermore, FLO decreased blood vascular densities and downregulated the expression levels of key angiogenesis-related genes, including the vascular endothelial growth factor and fibroblast growth factor, in the yolk sac membrane. These findings indicated that FLO exposure restricted vascular development during early embryonic development. In summary, our data suggest that the restricted growth and abnormal cardiovascular development may be responsible for FLO-induced early embryonic death. Thus, these findings can be useful for guiding the proper use of FLO and in laying a foundation for further studies on the mechanism of FLO-induced embryonic toxicity.

Copyright © 2020. Published by Elsevier Inc.