Elucidation of the mechanism of thermoregulation by the circadian clock

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H02526
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 44050:Animal physiological chemistry, physiology and behavioral biology-related
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: Daisuke Ono 名古屋大学, 環境医学研究所, 講師 (30634224)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 孝博 明治大学, 農学部, 専任教授 (00581985) ; 山口 裕嗣 名古屋大学, 環境医学研究所, 特任助教 (10542970)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 概日リズム / 神経回路 / 視床下部 / 視交叉上核 / 休眠 / 代謝

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study was to elucidate the mechanism of thermoregulation by the circadian clock at the neural circuit level using mice. We found that 24 hours of fasting in a low-temperature environment causes a decrease in body temperature below 30 degrees Celsius, and that this hypothermic state is regulated by the circadian clock. Using optogenetics and optical imaging techniques, we also revealed the circuits and molecules associated with the output pathway from the suprachiasmatic nucleus, the central circadian clock, that are involved in inducing hypothermia.

Free Research Field

時間生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

冬眠や休眠は、動物が厳しい環境を生き抜くために代謝を能動的に低下させるシステムである。この分子・神経メカニズムの解明には、多くの医学的および社会的意義がある。例えば、低酸素症や心停止後の治療、臓器移植時の臓器保存など、救急医療の発展に繋がる。特に、心臓手術や脳外科手術中の低体温療法の改善により、患者の予後が大幅に向上する可能性がある。また、長期間の宇宙旅行における宇宙飛行士の健康維持や、災害時の生命維持技術の開発にも役立つ可能性がある。さらに、代謝をコントロールする技術により、老化の遅延や生活習慣病の予防にも貢献する。本研究成果は、医学的進歩と社会的福祉の向上に大きく寄与するものである