動物はなぜ冬眠できるのか?
研究内容
一部の動物は生存が困難な環境において、休眠(英語ではtorpor)と呼ばれる低体温・低代謝状態に入り、エネルギーを節約して生き延びることができます。休眠はその期間の長さから2種類に分類され、冬期に数日間から数週間に渡って休眠に入ることを「冬眠」、24時間以内に終了する休眠を「日内休眠」と呼びます。これまでにげっ歯類や霊長類を含む200以上の動物種が冬眠・休眠に入ることが知られています。
中枢神経系、特に脳の視床下部が、体内の栄養状態、環境温度、概日・概年リズムなどの情報を統合し、冬眠や休眠の開始・維持・終了を制御すると考えられていますが、まだその詳細なメカニズムはわかっていません。私たちのグループでは、マウスやハムスターをモデルとして、透明脳を用いた全脳スクリーニング、光遺伝学、in vivo遺伝子編集技術などを用いて、冬眠・休眠を制御する神経回路の解明に取り組んでいます。
中枢神経系、特に脳の視床下部が、体内の栄養状態、環境温度、概日・概年リズムなどの情報を統合し、冬眠や休眠の開始・維持・終了を制御すると考えられていますが、まだその詳細なメカニズムはわかっていません。私たちのグループでは、マウスやハムスターをモデルとして、透明脳を用いた全脳スクリーニング、光遺伝学、in vivo遺伝子編集技術などを用いて、冬眠・休眠を制御する神経回路の解明に取り組んでいます。
メンバー
山口 裕嗣
特任助教/プロジェクトリーダー
大庭 彰展
医学部学生
野崎 利枝
技術補佐員
論文
原著論文
1. Yamaguchi H, Murphy KR, Fukatsu N, Sato K, Yamanaka A, de Lecea L. Dorsomedial and preoptic hypothalamic circuits control torpor. Curr Biol. 2023 Dec 18;33(24):5381-5389.e4.
2. Sawamura T, Yuki N, Horii K, Naitou K, Yamaguchi H, Yamanaka A, Shiina T, Shimizu Y. Essential roles of the hypothalamic A11 region and the medullary raphe nuclei in regulation of colorectal motility in rats. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2023 Jun 1;324(6):G466–75.
3. Li SB, Damonte VM, Chen C, Wang GX, Kebschull JM, Yamaguchi H, Bian WJ, Purmann C, Pattni R, Urban AE, Mourrain P, Kauer JA, Scherrer G, de Lecea L. Hyperexcitable arousal circuits drive sleep instability during aging. Science. 2022 Feb 25;375(6583):eabh3021.
4. Rahaman SM, Chowdhury S, Mukai Y, Ono D, Yamaguchi H, Yamanaka A. Functional Interaction Between GABAergic Neurons in the Ventral Tegmental Area and Serotonergic Neurons in the Dorsal Raphe Nucleus. Front Neurosci. 2022 May 19;16:877054.
5. Li SB, Borniger JC, Yamaguchi H, Hédou J, Gaudilliere B, de Lecea L. Hypothalamic circuitry underlying stress-induced insomnia and peripheral immunosuppression. Sci Adv [Internet]. 2020 Sep;6(37). Available from: http://dx.doi.org/10.1126/sciadv.abc2590
6. Yamaguchi H, de Lecea L. Construction of Viral Vectors for Cell Type-specific CRISPR Gene Editing in the Adult Mouse Brain. Bio Protoc. 2019 Aug 20;9(16):e3334.
7. Yamaguchi H, Hopf FW, Li SB, de Lecea L. In vivo cell type-specific CRISPR knockdown of dopamine beta hydroxylase reduces locus coeruleus evoked wakefulness. Nat Commun. 2018 Dec 6;9(1):5211.
8. Nakaya M, Watari K, Tajima M, Nakaya T, Matsuda S, Ohara H, Nishihara H, Yamaguchi H, Hashimoto A, Nishida M, Nagasaka A, Horii Y, Ono H, Iribe G, Inoue R, Tsuda M, Inoue K, Tanaka A, Kuroda M, Nagata S, Kurose H. Cardiac myofibroblast engulfment of dead cells facilitates recovery after myocardial infarction. J Clin Invest. 1 2017;127(1):383–401.
9. Yamamoto N, Yamaguchi H, Ohmura K, Yokoyama T, Yoshifuji H, Yukawa N, Kawabata D, Fujii T, Morita S, Nagata S, Mimori T. Serum milk fat globule epidermal growth factor 8 elevation may subdivide systemic lupus erythematosus into two pathophysiologically distinct subsets. Lupus. 2014 Apr;23(4):386–94.
10. Yamaguchi H, Maruyama T, Urade Y, Nagata S. Immunosuppression via adenosine receptor activation by adenosine monophosphate released from apoptotic cells. Elife. 2014 Mar 25;3:e02172.
11. Lauber K, Keppeler H, Munoz LE, Koppe U, Schröder K, Yamaguchi H, Krönke G, Uderhardt S, Wesselborg S, Belka C, Nagata S, Herrmann M. Milk fat globule-EGF factor 8 mediates the enhancement of apoptotic cell clearance by glucocorticoids. Cell Death Differ. 2013 Sep;20(9):1230–40.
12. Yamaguchi H, Fujimoto T, Nakamura S, Ohmura K, Mimori T, Matsuda F, Nagata S. Aberrant splicing of the milk fat globule-EGF factor 8 (MFG-E8) gene in human systemic lupus erythematosus. Eur J Immunol. 2010 Jun;40(6):1778–85.
13. Yamaguchi H, Takagi J, Miyamae T, Yokota S, Fujimoto T, Nakamura S, Ohshima S, Naka T, Nagata S. Milk fat globule EGF factor 8 in the serum of human patients of systemic lupus erythematosus. J Leukoc Biol. 2008 May;83(5):1300–7.
総説
1. Yamaguchi H, de Lecea L. In vivo cell type-specific CRISPR gene editing for sleep research. J Neurosci Methods. 2019 Mar 15;316:99–102.
著書
1. 山口裕嗣. トーパーの神経メカニズム, 医学のあゆみ, 277巻3号 (2021)
2. 山口裕嗣, 長田重一. MFG-E8およびTim4を介したアポトーシス細胞の認識・貪食機構とその破綻, 実験医学増刊 細胞死研究総集編, vol.28 No.7 (2010)
1. Yamaguchi H, Murphy KR, Fukatsu N, Sato K, Yamanaka A, de Lecea L. Dorsomedial and preoptic hypothalamic circuits control torpor. Curr Biol. 2023 Dec 18;33(24):5381-5389.e4.
2. Sawamura T, Yuki N, Horii K, Naitou K, Yamaguchi H, Yamanaka A, Shiina T, Shimizu Y. Essential roles of the hypothalamic A11 region and the medullary raphe nuclei in regulation of colorectal motility in rats. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2023 Jun 1;324(6):G466–75.
3. Li SB, Damonte VM, Chen C, Wang GX, Kebschull JM, Yamaguchi H, Bian WJ, Purmann C, Pattni R, Urban AE, Mourrain P, Kauer JA, Scherrer G, de Lecea L. Hyperexcitable arousal circuits drive sleep instability during aging. Science. 2022 Feb 25;375(6583):eabh3021.
4. Rahaman SM, Chowdhury S, Mukai Y, Ono D, Yamaguchi H, Yamanaka A. Functional Interaction Between GABAergic Neurons in the Ventral Tegmental Area and Serotonergic Neurons in the Dorsal Raphe Nucleus. Front Neurosci. 2022 May 19;16:877054.
5. Li SB, Borniger JC, Yamaguchi H, Hédou J, Gaudilliere B, de Lecea L. Hypothalamic circuitry underlying stress-induced insomnia and peripheral immunosuppression. Sci Adv [Internet]. 2020 Sep;6(37). Available from: http://dx.doi.org/10.1126/sciadv.abc2590
6. Yamaguchi H, de Lecea L. Construction of Viral Vectors for Cell Type-specific CRISPR Gene Editing in the Adult Mouse Brain. Bio Protoc. 2019 Aug 20;9(16):e3334.
7. Yamaguchi H, Hopf FW, Li SB, de Lecea L. In vivo cell type-specific CRISPR knockdown of dopamine beta hydroxylase reduces locus coeruleus evoked wakefulness. Nat Commun. 2018 Dec 6;9(1):5211.
8. Nakaya M, Watari K, Tajima M, Nakaya T, Matsuda S, Ohara H, Nishihara H, Yamaguchi H, Hashimoto A, Nishida M, Nagasaka A, Horii Y, Ono H, Iribe G, Inoue R, Tsuda M, Inoue K, Tanaka A, Kuroda M, Nagata S, Kurose H. Cardiac myofibroblast engulfment of dead cells facilitates recovery after myocardial infarction. J Clin Invest. 1 2017;127(1):383–401.
9. Yamamoto N, Yamaguchi H, Ohmura K, Yokoyama T, Yoshifuji H, Yukawa N, Kawabata D, Fujii T, Morita S, Nagata S, Mimori T. Serum milk fat globule epidermal growth factor 8 elevation may subdivide systemic lupus erythematosus into two pathophysiologically distinct subsets. Lupus. 2014 Apr;23(4):386–94.
10. Yamaguchi H, Maruyama T, Urade Y, Nagata S. Immunosuppression via adenosine receptor activation by adenosine monophosphate released from apoptotic cells. Elife. 2014 Mar 25;3:e02172.
11. Lauber K, Keppeler H, Munoz LE, Koppe U, Schröder K, Yamaguchi H, Krönke G, Uderhardt S, Wesselborg S, Belka C, Nagata S, Herrmann M. Milk fat globule-EGF factor 8 mediates the enhancement of apoptotic cell clearance by glucocorticoids. Cell Death Differ. 2013 Sep;20(9):1230–40.
12. Yamaguchi H, Fujimoto T, Nakamura S, Ohmura K, Mimori T, Matsuda F, Nagata S. Aberrant splicing of the milk fat globule-EGF factor 8 (MFG-E8) gene in human systemic lupus erythematosus. Eur J Immunol. 2010 Jun;40(6):1778–85.
13. Yamaguchi H, Takagi J, Miyamae T, Yokota S, Fujimoto T, Nakamura S, Ohshima S, Naka T, Nagata S. Milk fat globule EGF factor 8 in the serum of human patients of systemic lupus erythematosus. J Leukoc Biol. 2008 May;83(5):1300–7.
総説
1. Yamaguchi H, de Lecea L. In vivo cell type-specific CRISPR gene editing for sleep research. J Neurosci Methods. 2019 Mar 15;316:99–102.
著書
1. 山口裕嗣. トーパーの神経メカニズム, 医学のあゆみ, 277巻3号 (2021)
2. 山口裕嗣, 長田重一. MFG-E8およびTim4を介したアポトーシス細胞の認識・貪食機構とその破綻, 実験医学増刊 細胞死研究総集編, vol.28 No.7 (2010)
連絡先
〒464-8601 愛知県名古屋市千種区不老町 名古屋大学 環境医学研究所