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Energy metabolism and disease sensitivity determined by body temperature: Lessons from hibernation

Research Project

Project/Area Number 21K19481
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 53:Organ-based internal medicine and related fields
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Yanagita Motoko  京都大学, 医学研究科, 教授 (70378769)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 桜井 武  筑波大学, 医学医療系, 教授 (60251055)
Project Period (FY) 2021-07-09 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Keywordsエネルギー代謝 / ATP / GO-ATeam2マウス / 人工冬眠 / QIH / 体温
Outline of Research at the Start

われわれ恒温動物の体温は一定に保たれている一方、医療現場では人為的に体温を下げることで臓器を保護する「低温療法」を行うが、そのメカニズムは明らかではない。本研究ではエネルギー通貨であるATPを全身で可視化するマウスと、「人工冬眠」を誘導できるマウスを用いて、体温と組織のエネルギー動態、さらに臓器障害および修復との関係の解明をめざす。

Outline of Final Research Achievements

The principal investigator was able to observe ATP in podocytes by using young female mouse. In addition, we visualized ATP dynamics in the whole kidney using the kidney slice, which clarified the energy metabolism pathways in the constituent cell groups of the kidney by administering various metabolic pathway inhibitors. We also found that hypothermia induced by artificial hibernation might have the renoprotective effect by maintaining ATP in the proximal tubules in ischemia reperfusion injury. By combining these techniques, we will further understand artificial hibernation and evaluate its meaning for clinical application.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

人為的な低体温療法は蘇生時や腎臓移植時など、様々な医療現場で用いられており、その有効性が示されている。そのメカニズムとして低体温に伴う代謝変化などが考えられているが、未だ概念的な理解にとどまっている。一方で、災害などに伴う低体温症ではしばしば広範な血栓症や多臓器不全に至ることから、低体温であればどのような状況下でも臓器保護がなされるわけではない。本申請では分担研究者である櫻井武教授らによって報告された顕著な低体温と制御された低代謝を誘導できる「人工冬眠モデル」マウスを用いて、上記の低体温による臓器保護効果、リスクを検証し、人工冬眠の臨床応用への可能性を探った。

Report

(2 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022

All Journal Article (1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] 生体腎におけるATPイメージング2022

    • Author(s)
      山本伸也、柳田素子
    • Journal Title

      科学評論社 月刊腎臓内科

      Volume: 15 Pages: 552-558

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ATPイメージングからせまる腎病態の解明2023

    • Author(s)
      Shinya Yamamoto, Masamichi Yamamoto, Shigenori Yamamoto, Masahiro Takahashi, Akihiro Okubo, Motoko Yanagita
    • Organizer
      日本生理学会第100回記念大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 腎糸球体ATPイメージングと虚血後ポドサイト病態の解析2022

    • Author(s)
      高橋昌宏、山本恵則、山本正道、柳田素子
    • Organizer
      第119回日本内科学会講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 腎ATP 可視化技術を用いた絶食による虚血耐性メカニズムの解析2022

    • Author(s)
      大久保 明紘, 高橋 昌宏, 山本 恵則, 山本 伸也, 山本 正道, 柳田 素子
    • Organizer
      第65回日本腎臓学会学術総会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 腎全領域のATPイメージングからせまる腎病態2022

    • Author(s)
      山本 伸也, 高橋 昌宏, 山本 恵則, 大久保 明紘, 三井 亜希子, 柳田 素子
    • Organizer
      第65回日本腎臓学会学術総会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 虚血再灌流障害はポドサイトにATP代謝異常とミトコンドリア断片化をきたし足突起癒合を惹起する2022

    • Author(s)
      高橋昌宏、山本伸也、大久保明紘、山本恵則、山本正道、柳田素子
    • Organizer
      第65回日本腎臓学会学術総会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Conference on the New Trend in Precision Medicine2022

    • Author(s)
      Motoko Yanagita
    • Organizer
      Annual Meeting of Taiwan Society of Nephrology
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Dynamic ATP changes and mitochondrial fragmentation in podocyte during ischemia reperfusion injury determines their future structure and function2022

    • Author(s)
      Masahiro Takahashi, Shinya Yamamoto, Shigenori Yamamoto, Akihiro Okubo, Masamichi Yamamoto, Motoko Yanagita
    • Organizer
      American Aociety of Nephrology (ASN) Kidney Week 2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A novel ATP imaging system using the kidney slice culture reveals ATP dynamics in whole kidney under pathophysiological conditions2022

    • Author(s)
      Shigenori Yamamoto, Shinya Yamamoto, Masahiro Takahashi, Akihiro Okubo, Masamichi Yamamoto, Motoko Yanagita
    • Organizer
      American Aociety of Nephrology (ASN) Kidney Week 2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2021-07-13   Modified: 2024-01-30  

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