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冬眠動物の特性を医療応用するための人工冬眠誘発に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K21366
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分42:獣医学、畜産学およびその関連分野
研究機関岐阜大学

研究代表者

志水 泰武  岐阜大学, 応用生物科学部, 教授 (40243802)

研究分担者 椎名 貴彦  岐阜大学, 応用生物科学部, 准教授 (90362178)
海野 年弘  岐阜大学, 応用生物科学部, 教授 (90252121)
研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2021年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード冬眠 / 人工冬眠 / 低体温 / 低温ショックタンパク質 / 虚血再灌流障害
研究開始時の研究の概要

冬眠中の動物が示す特徴は驚異的であり、これを冬眠しない動物で再現できれば、ヒトや伴侶動物の医療に大きな変革をもたらすことが期待できる。本研究では、(1)冬眠しない動物を人工的に冬眠状態とし安全に覚醒させること(人工冬眠への挑戦)と(2)有用な特性を人工冬眠させた動物で再現すること(医療応用への挑戦)を目的とする。これまでに、冬眠動物であるハムスターを用いて人工低体温誘導法を確立してきたので、本研究はこの方法を冬眠しないラットやマウスに適用することが主体となる構想である。冬眠動物の特性をひとつでもラットやマウスで再現することができれば、大きな突破口を開くことになる。

研究成果の概要

本研究は、冬眠しない動物を人工的に冬眠状態とし安全に覚醒させることを目的とした。ラットおよびマウスをイソフルラン吸入麻酔下で冷却した場合、冬眠様の低体温へと誘導し、さらに低体温から通常体温へと回復することに成功した。心電図や血液生化学検査により、低温性障害を検討したところ、この方法で誘導した低体温では、重度の低温障害を引き起こすことはないことが明らかとなった。極度の低体温下で生体機能を保護する仕組みを検討したところ、細胞保護作用のある低温ショックタンパク質CIRP のスプライシングレベルで発現調節が、非冬眠動物の低体温時にも重要であることが判明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

冬眠中の動物には、虚血性傷害がない、骨格筋の萎縮がない、感染に耐性がある、放射線に耐性がある、寿命が延長する、等の驚異的な特徴が知られている。これらの特徴を冬眠しない動物で再現できれば、ヒトや伴侶動物の医療に大きな変革をもたらすことが期待できるが、冬眠しない動物に極度の低体温を誘発できないことが課題であった。冬眠動物ではないラットとマウスにおいて、冬眠様の低体温に誘導し、健常な状態で回復させることに成功した本研究の成果は、冬眠の性質を医療応用するための第一段階として、極めて意義深いものである。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] <i>Suncus murinus</i> as a novel model animal that is suitable for elucidating the mechanism of daily torpor2022

    • 著者名/発表者名
      HORII Yuuki、OKADERA Kanako、MIYAWAKI Shingo、SHIINA Takahiko、SHIMIZU Yasutake
    • 雑誌名

      Biomedical Research

      巻: 43 号: 2 ページ: 53-57

    • DOI

      10.2220/biomedres.43.53

    • ISSN
      0388-6107, 1880-313X
    • 年月日
      2022-04-15
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Successful induction of deep hypothermia by isoflurane anesthesia and cooling in a non-hibernator, the rat2021

    • 著者名/発表者名
      Shimaoka Hiroki、Shiina Takahiko、Suzuki Hayato、Horii Yuuki、Horii Kazuhiro、Shimizu Yasutake
    • 雑誌名

      The Journal of Physiological Sciences

      巻: 71 号: 1 ページ: 10-10

    • DOI

      10.1186/s12576-021-00794-1

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Temperature-Dependent Alternative Splicing of Precursor mRNAs and Its Biological Significance: A Review Focused on Post-Transcriptional Regulation of a Cold Shock Protein Gene in Hibernating Mammals2020

    • 著者名/発表者名
      Shiina Takahiko、Shimizu Yasutake
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 21 号: 20 ページ: 7599-7599

    • DOI

      10.3390/ijms21207599

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] マウスの日内休眠時に誘発されるCod-inducible RNA-binding protein遺伝子の選択的スプライシング2022

    • 著者名/発表者名
      高橋愛佳、白石茂菜実、堀井有希、椎名貴彦、志水泰武
    • 学会等名
      第30回日本病態生理学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Cold-inducible RNA-binding proteinにおける冬眠様選択的スプライシングの変化における転写物の定量的解析2022

    • 著者名/発表者名
      堀井 有希、白石 茂菜実、椎名 貴彦、志水 泰武
    • 学会等名
      第99回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] マウスの日内休眠時におけるCold-inducible RNA-binding protein遺伝子の選択的スプライシングの変化2021

    • 著者名/発表者名
      白石茂菜実、堀井有希、椎名貴彦、志水泰武
    • 学会等名
      第164回日本獣医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 冬眠様選択的スプライシングの変化におけるCold-inducible RNA-binding protein転写物の定量的解析2021

    • 著者名/発表者名
      堀井有希、白石茂菜実、椎名貴彦、志水泰武
    • 学会等名
      第164回日本獣医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 日内休眠により引き起こされるCold-inducible RNA-binding protein 遺伝子の選択的スプライシングの冬眠様変化2021

    • 著者名/発表者名
      白石茂菜実、堀井有希、椎名貴彦、志水泰武
    • 学会等名
      第68回中部日本生理学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 冬眠様選択的スプライシングによるCold-inducible RNA-binding protein 転写物の発現量の変化2021

    • 著者名/発表者名
      堀井有希、白石茂菜実、椎名貴彦、志水泰武
    • 学会等名
      第68回中部日本生理学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 低温不耐性をもつ小型実験動物スンクスの寒冷馴化の特徴2020

    • 著者名/発表者名
      加藤 茜、野村香南子、島岡弘樹、椎名貴彦、志水泰武
    • 学会等名
      第163回日本獣医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 冬眠ハムスターにおける低温ショックタンパク質の選択的スプライシングによる発現調節2020

    • 著者名/発表者名
      椎名貴彦、堀井有希、志水泰武
    • 学会等名
      2020年度 温熱生理研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2023-01-30  

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