| 研究課題/領域番号 |
22K15219
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分46030:神経機能学関連
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
高橋 徹 筑波大学, 医学医療系, 研究員 (10919137)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | メラノプシン OPN4 / QIH 冬眠様状態 / Qニューロン / 光遺伝学 オプトジェネティクス / 体温 / 血圧 / 心拍数 / 心血管系調節 |
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| 研究成果の概要 |
これまで、神経細胞の興奮を長時間（e.g. 24時間）持続させ、かつON-OFFの時間分解能高い方法は確立されていなかった。そこで本研究では、光操作を冬眠という長期的な表現型にアプライするという、すなわち光刺激による冬眠様低代謝状態QIH（OPN4-QIH）誘導法の創出を第一目標にし、これを達成した。具体的には、光受容体オプシンOPN4（オプシン4、メラノプシン）を改変し、長期刺激に耐えうる改変型オプシンOPN4dCを作出し、24時間QIH誘導のために最適化した。加えて、このOPN4-QIHにおける血圧・心拍数・体温のマルチ動態を解析し、Qニューロンが有する心血管系調節機能を明らかにした。
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| 自由記述の分野 |
神経行動生理学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近年われわれは、哺乳類を冬眠様状態誘導QIHに誘う神経細胞群Qニューロンの同定に成功した。近い将来、このQニューロンを制御・操作して人工冬眠を実現するためには、この細胞群を適切に操作し、その活動パターンを正確に理解する必要がある。
そこで本研究では、より自由に誘導・操作できるQIHを実現するために、長時間刺激が可能な微弱光でQIHを誘導する方法を開発した。また、自然の冬眠の特徴の1つである「体温変化に依存しない心血管系の制御」に着目し、この光制御されたQIHにおいて血圧、心拍数、体温を同時に計測・評価した。その結果、QIHは心血管系調節の観点からも、自然の冬眠に近い状態であると証明された。
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