2017 Fiscal Year Research-status Report
温度生物学の国際研究展開
International Activities Supporting Group
| Project Area | Integrative understanding of biological phenomena with temperature as a key theme |
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| Project/Area Number |
15K21744
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| Research Institution | Okazaki Research Facilities, National Institutes of Natural Sciences |
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Principal Investigator |
富永 真琴 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設), 岡崎統合バイオサイエンスセンター, 教授 (90260041)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今本 尚子 国立研究開発法人理化学研究所, 主任研究員研究室等, 主任研究員 (20202145)
梅田 眞郷 京都大学, 工学研究科, 教授 (10185069)
原田 慶恵 大阪大学, たんぱく質研究所, 教授 (10202269)
中村 和弘 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (00548521)
土居 雅夫 京都大学, 薬学研究科, 准教授 (20432578)
南 雅文 北海道大学, 薬学研究院, 教授 (20243040)
高木 昌宏 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (00183434)
久原 篤 甲南大学, 理工学部, 教授 (00402412)
岡部 弘基 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 助教 (20455398)
山田 哲也 東北大学, 医学系研究科, 准教授 (90400374)
柴崎 貢志 群馬大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (20399554)
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| Project Period (FY) |
2015-11-06 – 2020-03-31
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| Keywords | 生理学 / 神経科学 / 温度生物学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1、寒冷地の犬TRPA1遺伝子をクローニングし、解析を行った（スウェーデンLund大学）。温度依存性行動解析のための温度グレーディエント装置の操作および解析方法を習得した（ドイツエルランゲン大学）。（富永）2、アルツハイマー病の原因であるアミロイドペプチドと膜との相互作用、特に老化と関連するコレステロールとの関連について調べた（ベトナム）。藻類バイオマス生産における温度と脂質成分組成の関係を調べた（台湾）。（高木）3、シンプルな実験動物を使い温度情報伝達に関わる新規の分子を同定し、その分子生理機構の解析を進める。（久原）4、蛍光相互相関法で見られたHikeshiとHsp70の温度依存的な結合が、どちらかのタンパク質の構造変化によるものであることが示唆された（アサンメディカルセンター）。プロヒビチンLigandが熱ストレスに依存したHsp70に核内輸送を阻害することがわかった（ストラスブール大学）。（今本）5、細胞内小器官の微小膜領域における分子運動及び温度変化を感知する方法を開発した。（梅田）6、初代神経培養細胞を用いて温度変化追跡や温度分布イメージング、局所加熱や温度勾配阻害の技術を確立し、神経細胞の分化や軸索伸長過程への影響を解析した。（原田）7、異なる原理に基づく温度計測法による細胞内温度計測と、ストレス時における細胞内温度シグナリングの分子機構を検討した。（岡部）8、 米国・UCSFとの国際共同研究を進め、新たな様式の熱産生に関する実験を行った。（中村）9、マウスの肝臓におけるインスリン作用の低下が、褐色脂肪の熱産生の低下を引き起こし、体重増加の要因となることを見出した。（山田）10、マウスとハエに共通にみられる体温の日内変動を制御する仕組みを明らかにした（米国シンシナティ病院）。（土居）11、環境温度による快・不快情動生成機構を解明するため、自由行動下マウスからのリアルタイム神経活動計測の実験系を構築した。（南）12、TRPV1が網膜の特殊な神経節細胞に限局して発現し、メラノプシン陽性細胞の興奮性を調節することを見いだした。（柴崎）
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
1、寒冷地犬の耐寒性にはTRPA1による感知とは別のメカニズムが存在するものと推定された。温度依存性行動装置の操作・解析法を習得した。（富永）2、7-ケトコレステロールが、アミロイド形成における核形成を促進し、伸長を阻害し、結果的に神経毒性を示すオリゴマーを増やすことが分かった。（高木）3、温度情報伝達に関わるエンドリボムクレアーゼの生化学解析と温度応答神経の定量化装置の開発を進展させた。（久原）4、HikeshiとHsp70が結合するメカニズムが明らかになるきっかけを見つけた。温度に依存したHsp70の核内輸送を阻害する低分子化合物を見つけた。（今本）5、仏国ストラスブール大学に研究者を派遣し、超解像顕微鏡（PALM）及びsPAINTによる分子挙動観察に関する研究技術の習得及び情報交換を行った。（梅田）6、膜透過型蛍光性ポリマー温度センサーを用いた実験で、蛍光ニワトリ後根神経節と交感神経節ニューロン細胞において細胞内温度の差がありそうなことが分かった。（原田）7、原理の異なる複数の方法により温度計測を行うため、顕微鏡光学系を構築した。（岡部）8、米国・UCSFでマウスモデルを用いた脂肪熱産生の計測実験を行った。（中村）9、 肝インスリン作用の低下に由来し褐色脂肪の熱産生低下を引き起こす臓器間ネットワークにおいて、肝臓から分泌される液性因子が関与していることを示唆する結果を得た。（山田）10、米シンシナティ病院Hamada准教授を京都大学へ招聘し、共同研究を実施した。英MRC研究所Michael H.Hastings教授、米カリフォルニア大Paolo Sassone-Corsi教授、米フロリダ州大Choogon Lee教授と綿密な情報交換を行った。（土居）11、平成28年度に引き続き海外共同研究者との情報交換と技術適用のためのセットアップをおこなった。（南）12、ミュラーグリアに発現するTRPV4は細胞容積変化に伴う膜伸展刺激で活性化するが、この活性化が体温により感作増強を受けていることを解析中である。（柴崎）
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| Strategy for Future Research Activity |
1、スウェーデン ルンド大学、ドイツ エルランゲン大学、韓国KIT、ベルギー ルーベン大学、米国 アラバマ大学との共同研究を推進する。（富永）2、アミロイドペプチドの神経細胞毒性と膜脂質組成について調べる。藻類バイオマスを用いたバイオ燃料製造、薬物リード化合物など、より付加価値の高い物質生産への応用、温度などの製造条件の最適化を試みる。（高木）3、温度情報伝達に関わる新規の分子の生理学的解析と温度応答の神経回路情報処理の解析を進める。（久原）4、HikeshiやHsp70の温度依存的な物理化学的変化と、熱ストレスに依存したHsp70の核内輸送の駆動に、プロヒビチンがどのように作用するかを明らかにしていく。（今本）5、習得した技術を温度生物学に関する実験に適用する。（梅田）6、本格的にニワトリ胚から単離した後根節神経細胞の温度計測実験を行う。（原田）7、ケンブリッジ大学医学研究所に研究者を派遣し、新規ストレス応答因子の機能解析法を習得する。この技術を用いてストレス時における細胞内発熱の機能解析を行うことで温度シグナリングの分子機構を解明する。（岡部）8、共同研究をさらに進め、得られた知見に関して、論文などでの発表準備を進める。（中村）9、液性因子の同定およびその作用メカニズムの解明を行なう。（山田）10、引き続き海外共同研究者らと密な情報交換を行って共同研究を推進する。とりわけ、米フロリダ州大Choogon Lee教授との研究が現在順調に進んでいるため、これに重点を置いて加速させたい。（土居）11、温度感受性蛍光プローブを開発している領域内の研究者と共同研究を進め、ファイバーフォトメトリーを用いて自由行動下マウスから脳内温度計測をおこなう。（南）12、ユタ大学医学部に訪問し、ミュラーグリアの生理学的解析を行う予定である。（柴崎）
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| Causes of Carryover |
平成29年度は代表者、分担者、公募班員の国際共同研究は大きく進展したが、当初計画していた海外との打合せについて一部先方機関との調整が順調に進まず年度中の遂行が一部困難になり次年度使用額が生じた。
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