Elucidation of neural mechanisms that induce hibernation-like states

阐明诱导冬眠样状态的神经机制

基本信息

批准号：
21H04796
负责人：
桜井武
金额：
$ 27.21万
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 (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04796/
关键词：
休眠視床下部低代謝体温制御自律神経冬眠体温

项目摘要

応募者らは、マウスの視床下部の一部の小領域（前腹側脳室周囲核＝ AVPe）に存在し、神経ペプチドQRFP遺伝子を発現する約８００個あまりのニューロンからなる神経細胞集団（Qニューロン）を特異的に興奮させると、体温が数日間に渡って環境温度付近まで大きく低下し、併せて代謝も著しく低下することを明らかにした。この状態（QIH)は様々な点で冬眠動物にみられる冬眠に酷似していた。本計画ではQニューロンのターゲットニューロンを同定して、その神経回路・作用機序を探ることにより冬眠様状態を誘導するメカニズムを探るとともにQニューロンの生理的役割をあきらかにすることを目的として研究計画を立案した。今年度は、TRAP2マウスを用いて、視床下部背内側核（DMH)において、QIH導入直後に興奮するニューロンの同定を試みた。DMHにおいて、QIH導入直後に興奮する神経細胞群を同定した。現在、その化学遺伝学的あるいは光遺伝学的操作、および投射先の同定を目指して研究を進めている。一方、メラノプシンを改変した光遺伝学ツールによって、効率的に光駆動のQIHを極めて弱い光強度にて長時間にわたり導入することに成功した。この系を用いることにより、時間分解能的に優れた系でQIH中の生理機能を探索できることが期待される。現在、QIHによる体内時計機能への影響、睡眠への影響の検討を行っている。今後、記憶や自律神経系への影響を探索していきたい。

申请人正在研究一个神经元群体（Q）他们发现，通过专门刺激神经元（神经元），体温会在几天内显着下降到环境温度附近，新陈代谢也显着降低。这种状态（QIH）与许多冬眠动物的冬眠非常相似。该研究项目旨在确定Q神经元的目标神经元，并探索其神经回路和作用机制，以探索诱导类冬眠状态的机制并阐明Q神经元的生理作用。今年，我们使用 TRAP2 小鼠，尝试识别在下丘脑背内侧核 (DMH) 引入 QIH 后立即兴奋的神经元。在 DMH 中，我们发现了一组在引入 QIH 后立即变得兴奋的神经元。目前，研究正在进行中，目的是通过化学或光遗传学对其进行操纵并确定其目标。另一方面，使用黑视蛋白修饰的光遗传学工具，我们成功地在极低的光强度下长时间有效地引入光驱动的QIH。通过使用该系统，预计可以使用具有出色时间分辨率的系统来研究 QIH 期间的生理功能。我们目前正在研究 QIH 对生物钟功能和睡眠的影响。未来，我想探索它对记忆和自主神经系统的影响。