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2023 年度 実績報告書

冬眠する哺乳類の高濃度ビタミンE蓄積・全身輸送機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K20621
研究機関北海道大学

研究代表者

山内 彩加林  北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (00951394)

研究期間 (年度) 2022-08-31 – 2024-03-31
キーワード冬眠 / 低温耐性 / シリアンハムスター / ビタミンE / α-トコフェロール輸送タンパク質
研究実績の概要

ヒトやマウスなど多くの哺乳動物は、5℃等の低体温状態ではその細胞や臓器に障害が生じ生存が困難となる。一方、冬眠する哺乳動物であるシリアンハムスター(以下、ハムスター)は、こうした低温でも生存可能な低温耐性を有するが、この低温耐性の仕組みは未だ殆ど不明である。先行研究により、ハムスターはビタミンEの一種であるα-トコフェロール(αT)を肝臓に高濃度に蓄積することにより、低温耐性を発揮することが分かってきた。しかし、ハムスターにおけるαTの蓄積や全身分配の分子メカニズムは不明である。αTはマウスやヒトでは、αT輸送タンパク質(alpha-tocopherol transfer protein: TTPA)に結合して肝臓中を輸送され、TTPAの膜脂質との結合により放出され、リポタンパク質に内封された形で血中に分泌されて全身の様々な組織に分配される。本研究では、ハムスターのTTPAの解析を通じて、αTの蓄積と分配の分子機構の理解を目指した。組換えハムスターTTPAやマウスTTPAを作製し、TTPAの分子的性質の比較検証を行なった結果、ハムスターとマウスTTPAでは多量体サイズが異なることが示唆された。また遺伝子ノックアウト個体における血中αT量への影響も検討した。さらに、αT分配の制御機構の理解を進めるため、オミクス解析(RNA-seq・脂質解析)を行なった結果、ハムスターは寒冷短日条件下でホスファチジルイノシトール(TTPAが結合する膜脂質種の元となる)の量が増加し、冬眠期に最も高くなることが分かった。さらに冬眠期のハムスターではリポタンパク質の分泌経路が亢進する可能性が示唆された。以上の点は、ハムスターにおけるαT蓄積と全身への分配に重要な可能性が考えられる。本研究の成果は、冬眠する哺乳動物であるハムスターが有する全身性の低温耐性機構の理解に貢献するものと期待される。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] The ice-binding site of antifreeze protein irreversibly binds to cell surface for its hypothermic protective function2023

    • 著者名/発表者名
      Yang Yue、Yamauchi Akari、Tsuda Sakae、Kuramochi Masahiro、Mio Kazuhiro、Sasaki Yuji C.、Arai Tatsuya
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 682 ページ: 343~348

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2023.10.015

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 不凍タンパク質の製品化2023

    • 著者名/発表者名
      津田 栄、山内彩加林、新井達也
    • 雑誌名

      科学と工業

      巻: 97(7) ページ: 192ー199

  • [学会発表] シリアンハムスター の冬眠に向けた脂質代謝変化の網羅的リピドミクス解析2024

    • 著者名/発表者名
      山内彩加林、山下純平、杉浦悠毅、松岡悠太、曽根正光、山口良文
    • 学会等名
      第101回日本生理学会
    • 国際学会
  • [学会発表] 哺乳類の冬眠の制御に関わる分子・遺伝子に迫る2024

    • 著者名/発表者名
      山内彩加林
    • 学会等名
      文部科学省と附置研センターとの定例ランチミーティング
  • [学会発表] 冬眠哺乳類シリアンハムスターの脂質代謝関連組織における脂質プロファイリング2023

    • 著者名/発表者名
      山内彩加林、山下純平、杉浦悠毅、松岡悠太、曽根正光、山口良文
    • 学会等名
      第5回 冬眠休眠研究会
  • [学会発表] 冬眠哺乳類シリアンハムスターの脂質代謝関連組織における脂質プロファイリング2023

    • 著者名/発表者名
      山内彩加林、山下純平、杉浦悠毅、松岡悠太、曽根正光、山口良文
    • 学会等名
      冬眠生物学2.0領域会議
  • [学会発表] 哺乳類の冬眠を支える低温耐性に必要な因子は何か2023

    • 著者名/発表者名
      山口良文、三橋ののか、大塚玲桜、奥津風香、山内彩加林、曽根正光
    • 学会等名
      第96回日本生化学会大会
  • [学会発表] On the intrinsic and extrinsic factors that contribute to hibernation ~ a lesson from Syrian hamsters2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Yamaguchi, Satoshi Nakagawa, Reo Otsuka, Nanaka Matsuoka, Fuuka Okutsu, Junpei Yamashita, Akari Yamauchi
    • 学会等名
      MBSJ online Symposium
  • [学会発表] 冬眠する哺乳類が有する低温耐性の分子基盤2023

    • 著者名/発表者名
      山口良文、曽根正光、三橋ののか、羽田 龍史、大塚玲桜、山内彩加林
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] 不凍タンパク質の氷結晶結合機能と細胞保護機能 ~生物の低温適応の分子メカニズムに迫る~2023

    • 著者名/発表者名
      山内彩加林
    • 学会等名
      生物物理若手の会 北海道支部
    • 招待講演
  • [学会発表] 哺乳類の冬眠の不思議に迫る2023

    • 著者名/発表者名
      山内彩加林
    • 学会等名
      令和5年度低温科学研究所公開講座

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公開日: 2024-12-25  

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