人工冬眠誘発の基盤となる哺乳動物に普遍的な低温耐性機構の解明

冬眠中の動物は示す特徴は、ヒトや伴侶動物で再現させることができれば、医療に大きな変革をもたらすと期待される。しかし、冬眠しない動物では25℃以下の低体温になると生じる臓器の傷害が障壁となって、人工冬眠は実現していない。低体温下で臓器・細胞を保護する仕組みを解明できれば、人工冬眠が実現し、冬眠動物の特徴を医療応用する道が拓かれるはずである。研究代表者は、低温ショックタンパク質（低温で誘導され細胞を保護)の Cold inducible RNA binding protein (CIRP)に着目した研究を推進し、(1)冬眠前には複数の異なるCIRP mRNAが存在するが、冬眠中は機能的なCIRPをコードするmRNAに集約されること、(2)通常時にのみ存在するmRNAはドミナントネガティブな分子（機能的CIRPと拮抗し作用を抑制)をコードする可能性があることを明らかにした。このような成果を背景として、本研究ではゲノム編集技術を用い、冬眠動物で見出されたCIRPの特徴的な発現調節が真に極度の低体温下で臓器傷害を回避する仕組みであることを証明するとともに、冬眠しない動物でも普遍的に機能することを立証することを目的とする。特に、低体温時にCIRPが増加することだけでなく、平常体温時にいくつかのCIRP mRNAが発現していることにも注目する点に特徴がある。すなわち、平常体温時にドミナントネガティブな作用を持つ分子を含めて複数のCIRPアイソフォームが存在しなければ、低体温時にCIRPが増加しても臓器保護効果が発揮されない可能性を追究する。これが事実であれば、単なる機能分子の増加だけではなく、定常状態で維持される環境が特定の機能発現に重要であるという新しい概念が導かれると期待できる。

冬眠中の動物は示す特徴は、ヒトや伴侶動物で再現させることができれば、医療に大きな変革をもたらすと期待される。しかし、冬眠しない動物では25℃以下の低体温になると生じる臓器の傷害が障壁となって、人工冬眠は実現していない。低体温下で臓器・細胞を保護する仕組みを解明できれば、人工冬眠が実現し、冬眠動物の特徴を医療応用する道が拓かれるはずである。研究代表者は、低温ショックタンパク質（低温で誘導され細胞を保護)の Cold inducible RNA binding protein (CIRP)に着目した研究を推進し、(1)冬眠前には複数の異なるCIRP mRNAが存在するが、冬眠中は機能的なCIRPをコードするmRNAに集約されること、(2)通常時にのみ存在するmRNAはドミナントネガティブな分子（機能的CIRPと拮抗し作用を抑制)をコードする可能性があることを明らかにした。このような成果を背景として、本研究ではゲノム編集技術を用い、冬眠動物で見出されたCIRPの特徴的な発現調節が真に極度の低体温下で臓器傷害を回避する仕組みであることを証明するとともに、冬眠しない動物でも普遍的に機能することを立証することを目的とする。特に、低体温時にCIRPが増加することだけでなく、平常体温時にいくつかのCIRP mRNAが発現していることにも注目する点に特徴がある。すなわち、平常体温時にドミナントネガティブな作用を持つ分子を含めて複数のCIRPアイソフォームが存在しなければ、低体温時にCIRPが増加しても臓器保護効果が発揮されない可能性を追究する。これが事実であれば、単なる機能分子の増加だけではなく、定常状態で維持される環境が特定の機能発現に重要であるという新しい概念が導かれると期待できる。