シリアンハムスターにおける低温ショックタンパク質の冬眠特異的遺伝子発現

叙利亚仓鼠冷休克蛋白的冬眠特异性基因表达

基本信息

批准号：
17J02251
负责人：
堀井有希
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Gifu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

多くの哺乳動物が低体温時に生存が不可能であるにもかかわらず、冬眠する哺乳動物は低体温時にも生命活動を維持している。本研究では冬眠動物の低体温耐性機構について明らかにするための研究を行ってきた。これまで、冬眠動物であるシリアンハムスターにおけるCold-inducible RNA-binding protein(CIRP)の冬眠時特異的な選択的スプライシングの存在を明らかとした（Sano, BBRC, 2015）。そこで、令和元年度にはCIRP遺伝子の選択的スプライシング調節のメカニズムに着目した。〈内容〉冬眠動物であるハムスターにおいて、軽度な低体温を経由することによって冬眠時の選択的スプライシングパターンへ誘導されていることを明らかにした。さらに、非冬眠動物であるマウス及びラットにイソフルラン吸入麻酔薬を用い、温度を調節することによって、人為的にCIRP遺伝子を冬眠様のスプライシングパターンへ誘導することに成功した。これらの結果をまとめ、論文発表を行った。〈意義・重要性〉本研究で着目しているCIRPタンパク質は、様々なRNAに結合し、転写後調節に関与するタンパク質であり、アポトーシスを抑制する効果が報告されている（Brain Res.1622:474, 2015）。そこで本研究では、選択的スプライシングの変化により、冬眠時にCIRPタンパク質発現及び機能が効率化されているのではないかと予想している。非冬眠動物であるマウスやラットについてもシリアンハムスターと同様のCIRPの発現調節が再現できたことから、非冬眠動物においても、体温を調節することにより、CIRPによる保護機構を発揮させた低体温を作出することが出来る可能性がある。これまで細胞レベルで明らかにされてきたCIRPによる保護機能を、組織及び個体レベルで適用するためにも重要な知見となると考えられる。

尽管许多哺乳动物在体温过低时无法生存，但冬眠哺乳动物在体温过低时仍能保持活力。在本研究中，我们进行了研究以阐明冬眠动物的低温耐受机制。我们之前已经揭示了叙利亚仓鼠（冬眠动物）中存在冬眠特异性的冷诱导RNA结合蛋白（CIRP）选择性剪接（Sano，BBRC，2015）。因此，2019年我们重点研究CIRP基因的选择性剪接调控机制。 <内容> 我们揭示了仓鼠是冬眠动物，通过轻度低温诱导其在冬眠期间采用替代剪接模式。此外，通过对非冬眠动物小鼠和大鼠使用异氟烷吸入麻醉剂并控制温度，我们成功地人工诱导CIRP基因进入冬眠样剪接模式。我们总结了这些结果并提出了一篇论文。 <意义/重要性> 本研究关注的 CIRP 蛋白是一种与各种 RNA 结合并参与转录后调节的蛋白，据报道对细胞凋亡具有抑制作用 (Brain Res. 1622: 474) ，2015）。因此，在本研究中，我们假设由于选择性剪接的变化，CIRP 蛋白的表达和功能可能在冬眠期间变得更加有效。由于我们能够在小鼠和大鼠等非冬眠动物中重现与叙利亚仓鼠相同的 CIRP 表达调节，因此也可以通过调节非冬眠动物的体温来抑制体温过低，这是一种保护机制CIRP有可能生产。这一发现被认为对于将迄今为止在细胞水平上揭示的 CIRP 的保护功能应用于组织和个体水平具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量（11）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

低温ショックタンパク質の発現動態と冬眠との関わり

冷休克蛋白的表达动态及其与冬眠的关系

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shimizu Y;Horii Y;Shimaoka H;Shiina T;堀井有希
通讯作者：
堀井有希

Mild hypothermia causes a shift in the alternative splicing of cold-inducible RNA-binding protein transcripts in Syrian hamsters

DOI：
10.1152/ajpregu.00012.2019
发表时间：
2019-08-01
期刊：
AMERICAN JOURNAL OF PHYSIOLOGY-REGULATORY INTEGRATIVE AND COMPARATIVE PHYSIOLOGY
影响因子：
2.8
作者：
Horii, Yuuki;Shimaoka, Hiroki;Shimizu, Yasutake
通讯作者：
Shimizu, Yasutake

Alternative splicing of cold-inducible RNA-binding protein mRNA in hypothermic animals

低温动物中冷诱导 RNA 结合蛋白 mRNA 的选择性剪接