温度に応答して生体機能を制御する生体センサーの探索

• 研究課題/領域番号: 21K19661
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分58:社会医学、看護学およびその関連分野
• 研究機関: 大阪公立大学 (2022-2023); 大阪市立大学 (2021)
• 研究代表者: 佐伯 茂 大阪公立大学, 大学院生活科学研究科, 客員教授 (60211926)
• 研究期間 (年度): 2021-07-09 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 温度 / 生体機能 / 環境温度

研究開始時の研究の概要

申請者は、温度も生体機能を制御する重要な環境シグナルであり、その制御が破綻するとメタボリック症候群が発症するとの仮説をたてた。そこで本研究では、温度に応答して生体機能を制御する生体センサーを探索する。実験動物を室温、低温の環境下で飼育し、各種臓器を摘出する。各種遺伝子の発現量を測定すると共に、メタボローム解析、DNAマイクロアレイ解析などにより、温度に応答して変化するバイオマーカーを探索する。

研究成果の概要

体内時計は環境シグナルを生体内に伝達し、生体の環境適応能を制御する。体内時計が光で制御されることは周知のことであるが、申請者は、光のみならず温度も体内時計の重要な制御因子であり、光と温度は互いにクロストークしながら体内時計を制御するが、その制御が破綻するとメタボリック症候群が発症すると考えた。そこで本研究では、遺伝的に肥満、糖尿病、脂質代謝異常症、高血圧を自然発症するメタボリック症候群モデル動物を用いて、温度に応答する生体センサーを探索した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

体内時計の環境シグナルは光であるが、美しい四季が存在するわが国においては、一年を 通じて日照時間が変化するだけでなく、環境温度も大きく変動する。多くの酵素反応の反応速度は温度により反応速度が大きく変化し、温度を10℃上昇させれば反応速度はおよそ2倍以上速くなる。わが国の気温の年較差は30℃にも及ぶ。体内時計が光で制御されることは周知のことであるが、申請者は、温度も体内時計の重要な制御因子であり、その制御が破綻するとメタボリック症候群が発症すると考えた。本研究の試みは、温度システム生物学の黎明期である現在において非常に挑戦的でると期待される。