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

诱导冬眠样低代谢状态的神经机制的阐明和应用

基本信息

批准号：
21H05036
负责人：
桜井武
金额：
$ 121.39万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-05 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H05036/
关键词：
視床下部冬眠低代謝体温代謝体温調節視索前野睡眠

项目摘要

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。

Qrfp lox-flox is the functional explanation of Qe, Qi and Qh. Now, Flp appears and confirms that it is in progress. A comparative analysis of AAV and Qe and Qi protein expression patterns. The control mechanism of QRFP, QRFP, QR QIH physiological function analysis, high-time decomposition, optical science, long-time QIH induction system construction OPN4 is activated by weak light. The sensitivity is higher than that of the inactivation domain (hOPN4dC). The effect of light exposure on body temperature was observed. 3-10 Low temperature induced by low light 24. Long term exposure to light may cause damage to the brain. This is the first time that the Q-ray has been activated, and the Q-ray has been activated, and the Q-ray has been activated. When the light irradiation ends, the temperature of the body is determined within 30 minutes.