2019 Fiscal Year Research-status Report
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18K19321
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
山口 良文 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (10447443)
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2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | 冬眠 / 体温調節 / 肝臓 / シリアンハムスター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
冬眠は、全身性の代謝抑制により低温・乾燥・飢餓といった極限環境下での長期生存を可能とする生存戦略である。冬眠する小型哺乳類であるジリスやシリアンハムスター(Mesocricetus auratus、以下ではハムと記載)は、冬眠期のあいだ、深冬眠と中途覚醒を繰り返す。深冬眠では、体温は外気温+1度まで低下し (外気温4度の場合、深部体温5-6度)、心拍数も1分間に10回程度まで低下する。深冬眠は数日から1週間近く経過したのち中途覚醒により中断される。深冬眠から中途覚醒への移行時には、体温は数時間で36度付近まで回復する。中途覚醒状態は半日程度継続し、再び体温が低下し深冬眠状態となる。ヒトやマウスなど 多くの非冬眠哺乳類は長時間の低体温下では臓器機能を保持できず死に至ることを鑑みると、こうした冬眠自体が驚異的だが、その制御機構は未だ殆ど不明である。本研究では、体温が36度から低体温へと移行開始する深冬眠導入の際に発動するシグナルの同定を目指して研究を行なっている。現在までに、ハムが冬眠に際して低体温へ移行する際に、発現が著しく上昇または低下する遺伝子を、肝臓および腎臓において多数同定した。さらに定量PCRによる経時的遺伝子発現量解析により、深冬眠特異的遺伝子の中にも体温が36度から低下するさなかに上昇する遺伝子が含まれることを明らかにした。 さらに麻酔薬で強制的に低体温 を誘導した際との遺伝子発現量を定量PCRで比較することで、これらを低体温応答の結果発現誘導されるものと、強制低体温では誘導されず深冬眠特異的に誘導されるもの、とに分類することが可能となった。これらのDTIG (Deep torpor induced gene)のうち、特に顕著な発現変動を示したDTIG1について遺伝子改変個体を作出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでに同定したDTIG (Deep torpor induced gene)のうち、定量PCRによる経時的遺伝子発現量解析により、深冬眠特異的遺伝子の中にも体温が36度から低下するさなかに上昇する遺伝子の同定に成功した。さらに、特に顕著な発現変動を示したDTIG1について遺伝子改変シリアンハムスターを作出することに成功した。さらに、その冬眠に与える影響を検証する実験を開始している。本解析により、深冬眠移行に伴う自発的熱反射遮断という冬眠表現型に遺伝子変異が与える影響を初めて明らかにできると期待される。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度は、DTIG1遺伝子変異シリアンハムスターに冬眠を誘導した際の体温変化など、冬眠表現型を解析する。さらに、その分子機構を生化学的解析により調べる。これらの解析により、深冬眠移行に伴う自発的熱反射遮断に関わる遺伝子とその分子基盤を明らかにする。
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