| 研究領域 | 冬眠生物学～哺乳類の低代謝・低体温による生存戦略 |
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| 研究課題/領域番号 |
20H05768
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| 研究機関 | 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究 |
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研究代表者 |
富永 真琴 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, 生命創成探究センター, 教授 (90260041)
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| 研究期間 (年度) |
2020-10-02 – 2023-03-31
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| キーワード | 冬眠 / 休眠 / 温度受容 / 温度感受性TRPチャネル / 視床下部神経 |
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| 研究実績の概要 |
哺乳類冬眠動物は低体温下でも産熱をせず、体温を低く保つことができる。哺乳類冬眠動物は環境温度や自身の体温をどのように感知しているのであろうか？低温を感知する能力が低下しているのか、あるいは、低温を感知しても熱産生につなげない機構が存在するものと推定される。一方、体温調節中枢である脳視床下部は電気信号に変換された温度情報を受け取るのに加えて、自身で周囲脳温を関していると考えられている。そこで、低温感知における温度感受性TRPチャネルの機能を解析する目的で、冬眠動物であるハムスターとシマリスの視床下部から温度感受性TRPチャネル遺伝子を単離し、パッチクランプ法を用いてそれらの温度感受性を解析した。ハムスターTRPV1は侵害域の温度ではなく、体温近傍の温度（平均37.0±1.6度）で活性化した。ハムスターTRPA1も体温近傍の熱刺激で活性化した。哺乳類TRPA1が体温近傍の温度で活性化するとの報告はなく、これが冬眠動物に共通したTRPA1の機能かどうかを検証するために、もう一つの冬眠動物シマリスのTRPA1遺伝子をクローニングした（シマリスTRPA1とマウスTRPA1のアミノ酸相同性は84.0%、ハムスターTRPA1とシマリスTRPA1のアミノ酸相同性は84.9 %）。シマリスTRPA1はハムスターTRPA1と同様に体温近傍の温度（36.9±0.4度）で活性化した。冬眠動物のTRPA1は他の動物と異なる温度感受性を有し、それが冬眠に関与する可能性が示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
冬眠動物の温度感受性TRPチャネル、特にTRPA1は体温近傍の温度で活性化して冬眠に関わる可能性が示唆された。また、冬眠動物である十三線ジリスのTRPV1は熱感受性が低下していて、それが中途覚醒での急激な体温上昇が侵害刺激とならないメカニズムであると報告されたが、ハムスターTRPV1は体温近傍の温度で活性化した。この違いが本当かを、リスTRPV1を遺伝子クローニングして検証しなければならない。２つの冬眠動物（ハムスターとシマリス）の視床下部TRPA1がどちらも体温近傍の温度で活性化することが明らかになり、TRPA1が冬眠時の体温調節に関与しているかもしれないことが明らかになったので、どのように関与しているのかを明らかにするのが次のステップだと考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
同じ冬眠動物であるハムスターとシマリスのTRPA1が同じように体温近傍の熱刺激で活性化されたことで、TRPV1の温度感受性が異なるようである。シマリスもしくは十三線ジリスのTRPV1遺伝子をクローニングして自身の手でTRPV1の温度感受性を解析する。視床下部TRPA1の温度感受性が明らかになったことで、TRPA1欠損ハムスターの作成に着手した。２つの冬眠動物（ハムスターとシマリス）の視床下部TRPA1がどちらも体温近傍の温度で活性化することから、シマリスTRPA1の遺伝子もクローニングして温度感受性を解析したい。視床下部のTRPV1発現神経とTRPA1発現神経を同定すべく、新たな抗体作成を行う。また、電気信号に変換して視床下部に到達した温度情報と脳で感知された温度情報はどのように統合されて体温調節へと向かうのか？まず、視床下部神経でのTRPA1発現神経を同定して、その神経の投射をトレースすることを計画している。末梢からの電気信号に変化された温度情報はすばやく中枢神経に伝達されるが、体温変化から生じる脳温の変化はゆっくりとしている。この早さの違う温度情報の統合メカニズムの解明を目指したい。
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