| Project/Area Number |
22K20700
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0704:Neuroscience, brain sciences, and related fields
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| Research Institution | Kansai Medical University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 冬眠 / チアゾリン類恐怖臭 / ハムスター / 低体温 / in vivo Ca2+ imaging / 人工冬眠 / 2-Methyl-Thiazoline(2MT / 神経 / 先天的恐怖臭 / in vivo カルシウム イメージング / in vivo イメージング |
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| Outline of Research at the Start |
冬眠中の哺乳類では体温や代謝が低下し、それに起因して、脳の機能維持に重要な神経活動も著しく機能が抑制される。一方で、冬眠中でも呼吸や記憶などの生命を維持するための神経活動は維持されていると考えられている。しかし、これまでに冬眠中の脳波などは測定されているものの、個々の神経細胞をライブイメージングで解析した例は無く、冬眠中の神経活動にはいまだに謎が多い。
本研究では、冬眠しているハムスターを用いて、冬眠中の神経のカルシウムイメージングを行い、冬眠の低体温における神経活動の実態解明を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
Hibernating animals possess an extraordinary ability to maintain neural activity even under low-temperature conditions that are intolerable for typical mammals. However, the difficulty in artificially inducing hibernation and the lack of non-invasive methods to measure neural activity during hibernation have left much about the neural cold tolerance of hibernating animals unknown. In this study, we demonstrated that the thiazoline class fear odor, which induces hypothermia in mice, can also induce hibernation-like hypothermia in hibernating hamsters. Furthermore, we applied the recently developed in vivo Ca2+ imaging technique to hamsters under hibernation-like hypothermia. The results showed that neural activity was maintained in the hibernation-like hypothermic hamsters, with a decrease in the number of calcium spikes and an increase in spike width. In contrast, non-hibernating mice exhibited abnormal calcium influx under low-temperature conditions.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究により匂い物質を利用した非侵襲的な冬眠様低体温誘導法を確立した。また、遺伝子組み換え動物がほとんど存在しない冬眠動物にアデノ随伴ウイルスを用いた遺伝子導入を行い、超小型蛍光顕微鏡を用いin vivo Ca2+ imagingを可能にした。これらの技術を利用することで、これまで難しかった冬眠における比較研究や、冬眠行動における神経機能の解明につながることが期待される。さらに、本研究でわかってきた冬眠動物の神経がもつ低体温におけるカルシウム恒常性のメカニズムが解明されることで、虚血などを始めとした神経障害や疾患の治療などにもつながる可能性が示唆された。
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