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Investigation of skeletal muscle remodeling for hibernation in a mammalian hibernator Syrian hamster

Research Project

Project/Area Number 19H04046
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

YAMAGUCHI YOSHIFUMI  北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (10447443)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2019: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Keywords冬眠 / 骨格筋 / 生理学 / 哺乳類の冬眠 / シリアンハムスター / 筋萎縮
Outline of Research at the Start

哺乳類の冬眠は、食料の枯渇する厳しい冬季を、熱産生・代謝を能動的に抑制することでエネルギー消費を抑え、長期生存を可能とする生存戦略である。冬眠モデル哺乳類であるシリアンハムスターは、数ヶ月にわたる冬眠の間その殆どを低体温の不動状態で過ごすにもかからず、その骨格筋量は維持される。そこで本研究では、シリアンハムスターが冬眠期の不動下にも関わらず筋量を維持する機構の解明を目指す。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we clarified the skeletal muscle changes that occur in the process of remodeling the whole body into a body suitable for hibernation in a mammalian hibernator Syrian hamster. Specifically, we identified that Syrian hamsters reduce skeletal muscle mass during the pre-hibernation period, but maintain skeletal muscle mass during hibernation period. We then described the distribution of muscle fiber types in the back muscle that acts on shivering thermogenesis, and its changes during the body remodeling. We also set-up functional analysis of candidate genes that were identified as those assumed to be involved in the remodeling of skeletal muscles. These findings provide the basis for approaching mechanisms of the muscular atrophy tolerance in mammalian hibernators.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で明らかになった広背筋の質・量と筋繊維組成の変化は、シリアンハムスターの骨格筋で生じる冬眠に適した状態への変化を定量的に記載する礎となる。この礎ができたことにより、今後さまざまな遺伝子機能操作を行なった際の効果判定が容易となり、「冬眠能の可塑的リモデリング」機構に迫れるようになる。これにより、通常冬眠不能状態にあるヒトなどの非冬眠動物に対しても、冬眠能を構成する性質を部分的にでも誘導し活用ですることで、寝たきり等による筋萎縮を防止する方策の立案につながると期待される。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (24 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 13 results)

  • [Journal Article] 冬眠モデル哺乳類としてのゴールデンハムスター2022

    • Author(s)
      中川 哲, 山口 良文
    • Journal Title

      LABIO21

      Volume: 85 Pages: 5-8

    • Related Report
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  • [Journal Article] Hepatic resistance to cold ferroptosis in a mammalian hibernator Syrian hamster depends on effective storage of diet-derived α-tocopherol2021

    • Author(s)
      Anegawa Daisuke、Sugiura Yuki、Matsuoka Yuta、Sone Masamitsu、Shichiri Mototada、Otsuka Reo、Ishida Noriko、Yamada Ken-ichi、Suematsu Makoto、Miura Masayuki、Yamaguchi Yoshifumi
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 4 Issue: 1 Pages: 796-796

    • DOI

      10.1038/s42003-021-02297-6

    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 哺乳類の冬眠の基礎知識~なぜいま、冬眠研究か?2020

    • Author(s)
      山口良文
    • Journal Title

      実験医学

      Volume: 38(6) Pages: 970-973

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  • [Journal Article] 冬眠・休眠のバイオロジー2020

    • Author(s)
      山口良文
    • Journal Title

      実験医学

      Volume: 38(6) Pages: 970-970

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  • [Journal Article] 哺乳類の冬眠 低代謝と低体温による生存戦略2019

    • Author(s)
      山口良文
    • Journal Title

      基礎老化研究

      Volume: 43(3)

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    • Author(s)
      山口良文
    • Organizer
      第99回日本生理学会
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      松岡七々香、山口良文
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      第99回日本生理学会
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      松岡七々香、山口良文
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      第4回 冬眠休眠学会
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      山口良文
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  • [Presentation] 哺乳類冬眠動物の細胞が有する低温耐性2021

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      山口良文
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      Yamaguchi Y
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      The 43rd Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
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      山口良文
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      第一回細胞死コロキアム
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      第20回抗加齢医学会
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      山口良文
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      日本生理学会(誌上開催に変更)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 冬眠する哺乳類シリアンハムスターに学ぶ、冬眠するための体とは2019

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      山口良文
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      日本低温生物工学会
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    • Author(s)
      山口良文
    • Organizer
      日本生化学会北海道支部会
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    • Author(s)
      山口良文
    • Organizer
      日本Cell Death学会
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  • [Presentation] 小型冬眠動物が有する低体温耐性機構と季節性の体の変化2019

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    • Organizer
      日本獣医学会
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  • [Presentation] 哺乳類の冬眠における体温変化様式2019

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      山口良文
    • Organizer
      数理生物学学会
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  • [Presentation] 哺乳類の冬眠を可能とする低温耐性2019

    • Author(s)
      山口良文
    • Organizer
      日本生化学会
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  • [Presentation] 哺乳類の冬眠の分子制御機構解明にむけたアプローチ2019

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      山口良文
    • Organizer
      定量生物学の会 札幌キャラバン
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  • [Presentation] 哺乳類の冬眠に備えた全身代謝共役変化~シリアンハムスターからのアプローチ2019

    • Author(s)
      山口良文
    • Organizer
      群馬大学生体調節研究所 内分泌代謝シンポジウム
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      2019 Annual Research Report
    • Invited

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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