冬眠様状態を誘導する新規神経回路の発見～人工冬眠の実現へ大きな前進～

2020-06-12 筑波大学,理化学研究所

筑波大学医学医療系/国際統合睡眠医科学研究機構(WPI-IIIS)の櫻井武教授、髙橋徹・大学院生(生命システム医学専攻博士課程2年)らの研究グループは、理化学研究所生命機能科学研究センターの砂川玄志郎・基礎科学特別研究員との共同研究により、マウスを冬眠に似た状態に誘導できる新しい神経回路を同定しました。
冬眠中の動物は正常時と比べて数%まで酸素消費量が低下し、外気温よりも数度高い程度の低体温を呈しますが、何ら組織障害を伴うことなく自発的に元の状態に戻ります。このような“制御された低代謝”は、臨床への応用が期待されています。外傷や疾患によって組織が受けるダメージを回避することができるからです。しかし、冬眠のメカニズムは全く分かっていません。冬眠研究を困難にしている理由の一つが、通常使用される実験動物であるマウスやラットが冬眠をしないことでした。
本研究では、マウスの脳(視床下部)の一部に存在する神経細胞群を興奮させると、マウスの体温・代謝が数日間にわたって著しく低下することを発見しました。この神経細胞群をQ神経(Quiescence-inducing neurons : 休眠誘導神経)と名付け、このQ神経を刺激することにより生じる低代謝をQIH(Q neuron-induced hypometabolism)と名付けました。
QIH中のマウスは動き・摂食がほぼなくなり、体温セットポイントが低下していました。行動解析・組織学的解析では、QIHの前後で異常が見られず、きわめて冬眠に似た状態であることが分かりました。さらに、休眠しない齧歯類(げっしるい)の一種であるラットのQ神経を興奮させたところ、マウスと同様に長期的かつ可逆的な低代謝が確認されました。
本研究によって、哺乳類に広く保存されているQ神経を選択的に刺激することで、冬眠を通常はしない動物に冬眠様状態を誘導できることが明らかとなり、人間でも冬眠を誘導できる可能性が示唆されました。QIHの発見によって人工冬眠の研究開発が大きく前進したと言えます。

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理化学研究所 広報室 報道担当