Elucidation and application of neural mechanisms that induce hibernation-like hypometabolic state

Qニューロンサブタイプ（Qe、Qi、Qh）の機能を解明するべく、Qrfp遺伝子にlox-Flp-loxをノックインしたマウス（Qrfp-flox-Flp）を作成した。現在、Flp発現の確認を行っている。また、AAVにより発現した蛍光タンパク質を蛍光免疫染色し、QeおよびQiでの投射先パターンの比較を解析している。また、Qニューロンの制御機構の解明として、Qrfp-iCreマウスのAVPeへAAV-DIO-GCaMP6を投与することによりGCaMP6を発現させ、ファイバーフォトメトリーによってQニューロンの活動の変化を観察し、外気温の変化に対する応答や、絶食にともなう休眠誘導におけるQニューロン活動を明らかにした。QIH中の生理・神経機能の解析を高時間分解能で行うため、光遺伝学により長時間のQIHを誘導する実験系を構築した。OPN4（メラノプシン）を用いて微弱な光でGqシグナリングを活性化させることにより神経の興奮を試みた。また感度を上げるために不活性化に関与するC末端側のリン酸化クラスター領域を欠損させた（hOPN4dC）。Qニューロンに発現させ光照射の体温への影響を観察した。3-10 mWという極めて弱い光で体温の低下を誘導することが可能であった。24時間という長期間にわたって光照射を持続させても神経の損傷は観察されず、何度もQIH誘導が可能であった。この系を用いて、これまでにQニューロンの活性化によって体温の低下に先行して心拍数が急激に低下することを見出しており、Qニューロンの新しい機能を提唱した。さらに、光照射を終了することで30分以内に元のレベルに体温が戻ることが判明した。

Qニューロンサブタイプ（Qe、Qi、Qh）の機能を解明するべく、Qrfp遺伝子にlox-Flp-loxをノックインしたマウス（Qrfp-flox-Flp）を作成した。現在、Flp発現の確認を行っている。また、AAVにより発現した蛍光タンパク質を蛍光免疫染色し、QeおよびQiでの投射先パターンの比較を解析している。また、Qニューロンの制御機構の解明として、Qrfp-iCreマウスのAVPeへAAV-DIO-GCaMP6を投与することによりGCaMP6を発現させ、ファイバーフォトメトリーによってQニューロンの活動の変化を観察し、外気温の変化に対する応答や、絶食にともなう休眠誘導におけるQニューロン活動を明らかにした。QIH中の生理・神経機能の解析を高時間分解能で行うため、光遺伝学により長時間のQIHを誘導する実験系を構築した。OPN4（メラノプシン）を用いて微弱な光でGqシグナリングを活性化させることにより神経の興奮を試みた。また感度を上げるために不活性化に関与するC末端側のリン酸化クラスター領域を欠損させた（hOPN4dC）。Qニューロンに発現させ光照射の体温への影響を観察した。3-10 mWという極めて弱い光で体温の低下を誘導することが可能であった。24時間という長期間にわたって光照射を持続させても神経の損傷は観察されず、何度もQIH誘導が可能であった。この系を用いて、これまでにQニューロンの活性化によって体温の低下に先行して心拍数が急激に低下することを見出しており、Qニューロンの新しい機能を提唱した。さらに、光照射を終了することで30分以内に元のレベルに体温が戻ることが判明した。