人工冬眠・生命保護作用を誘導する匂い分子の発見と感覚伝達原理の解明
関西医科大学
人工冬眠・生命保護作用を誘導する匂い分子の発見と感覚伝達原理の解明
関西医科大学生命医学研究所小早川高准教授らの研究グループは、マウスにおいて潜在的な生命保護作用を誘導し致死的な低酸素環境での長時間生存を可能にする匂い分子群「チアゾリン類恐怖臭」を発見した。それら匂い分子は感覚神経のTRPA1と結合することで、脳幹から中脳に存在する危機応答中枢を活性化し生命保護作用を誘導するという原理を解明した。さらに、高濃度のチアゾリン類恐怖臭を長時間かがせるとマウスを人工冬眠状態に誘導することもできる。TRPA1遺伝子や感覚情報伝達経路はヒトでも保存されている。匂い分子刺激で潜在的な生命保護作用を誘導する感覚創薬技術に応用できる可能性がある。本成果は、Nature communications誌などで発表される。
【画像:https://kyodonewsprwire.jp/img/202103192539-O1-vXFZK6K8】
研究の背景
ヒトや動物は危機状態を生き抜く潜在的な生命保護作用を進化させた。しかし、どのような保護作用が存在するのか、それら保護作用はどのような刺激により誘導できるのか、さらに、その誘導技術は医療応用できるのかという、いずれの観点からも未解明であった。
先天的な恐怖情動は本来、危機状態で生存確率を上昇させる生体応答を統合誘導する脳の機能であると考えられる。従って、適切な感覚刺激を利用して脳の先天的恐怖情動システムに介入することで、潜在的な生命保護作用が誘導できる可能性がある。研究グループは、げっ歯類に対して極めて強力な先天的恐怖情動を誘導する匂い分子である「チアゾリン類恐怖臭」を開発し、その効果を検証した。
研究結果
チアゾリン類恐怖臭刺激はマウスに低体温・低代謝を誘導でき、数時間以上の連続刺激では人工冬眠状態を安全に誘導できた。しかし、チアゾリン類恐怖臭誘導性の低体温・低代謝は自然の冬眠とは代謝や生理応答の特性、誘導に関わる脳システムなどが明らかに異なっていた。冬眠がエネルギー節約を目的にするのに対し、チアゾリン類恐怖臭が誘導する人工冬眠・生命保護状態は生命保護作用の極大化を目的とすると考えられた。
4%酸素環境では通常のマウスは平均11.7分しか生存できない。驚くべきことに、チアゾリン類恐怖臭で予め刺激したマウスは4%酸素環境で平均231.8分も生存できた。また、チアゾリン類恐怖臭刺激は、皮膚や脳への血流を阻害した病態モデルにおいても強力な治療効果を発揮した。従って、チアゾリン類恐怖臭刺激は低酸素障害や脳梗塞などの虚血再還流障害への治療薬として救急医療分野などで利用できる可能性がある。
一方、チアゾリン類恐怖臭が誘導する、低体温、低代謝、低酸素抵抗性は嗅神経、迷走神経、三叉神経の3つの経路により生理応答を誘導することが判明した。さらに、研究チームは、チアゾリン類恐怖臭は迷走神経や三叉神経において機能するTRPA1に直接結合することで活性化し、その結果、脳幹部から中脳に至る経路に情報が伝達されることで、潜在的な生命保護作用が誘導されるという新たな原理を解明した。
本研究の影響
医薬品の多くは疾患や外傷により異常が発生した細胞や組織、あるいは、病原菌などに直接作用して治療効果を発揮する。これに対して、チアゾリン類恐怖臭は感覚受容体に作用することで、脳が統合指揮する潜在的生命保護作用を間接的に誘導することで治療効果を発揮する。本発見により提唱された感覚創薬とは、生物が進化の過程で獲得した潜在的な生命保護作用を人為的に誘導する新たな技術概念である。
チアゾリン類恐怖臭が結合するTRPA1受容体、その情報を脳へ伝達する三叉・迷走神経経路、脳幹から中脳に存在する危機応答経路はヒトにおいても存在する。従って、ヒトのTRPA1受容体を適切に活性化するチアゾリン類恐怖臭の種類を決定すれば、救急患者の治療薬などとして実用化できる可能性があり、研究グループは現在研究開発を進めている。
発表論文:
“Artificial hibernation/life-protective state induced by thiazoline-related innate fear odors” Communications Biology (DOI: 10.1038/s42003-020-01629-2)
1月22日掲載
“Thiazoline-related innate fear stimuli orchestrate hypothermia and anti-hypoxia via sensory TRPA1 activation” Nature Communications (DOI: 10.1038/s41467-021-22205-0)
4月6日掲載
「徳川家康の末裔」ギャル芸人が剛力彩芽に「元カレ」トークぶっ込む緊急事態!「ツマミ」
藤井聡太王将、就位式で選んだ意外な記念品 会場にどよめき
ソフトバンク和田毅、中日根尾昂、板山祐太郎、楽天荘司康誠、山田遥楓を抹消/23日公示
宮根誠司「いつもエネルギーにあふれている…整理がつかない」真島茂樹さん悼む
最近の偽アマゾンサイトの傾向は?→クレカ情報クレクレサイトになっていた
すがちゃん最高No.1、その辺の草を食べて初心に帰る「あの頃を思い出しました」
中尾彬さん「それで一緒になろうと思った」追悼「徹子の部屋」で池波志乃とのなれそめ語る
新井恵理那、朝番組で共演の中尾彬さん追悼「ニタリとしながらわざと怒ったような口調…寂しい」
東芝:300mmウエハー対応パワー半導体新製造棟を竣工
つばさの党代表らの衆院補選妨害容疑 警察庁長官「許されない」
何があった!?「エアコン」が想定外の壊れ具合!投稿者に話を聞いた
TikTokを賑わす「フエラムネごめんなサイダー味」がセブンイレブンで再販!じゅるるマスカットも買うなら今!
小倉優子、不自然な“二重ライン”にネット騒然「やっぱり整形?」
ユーチューバーもこう氏、元彼女・成海瑠奈について赤裸々告白
藤田ニコル「初めてした日」ゆうちゃみ「体位とかも全部」親に明かしたギャル的「性事情」に騒然
吉住、なぜかR-1グランプリの大爆笑ネタが炎上させられてしまう事態に
玉置浩二の妻、青田典子(53)の現在がとんでもない事になっていると話題に
元めちゃイケメンバーの三中元克(32)現在は何をしているのか調べてみた!
俳優の中尾彬さんが死去、81歳 幅広く活躍 トレードマークは「ねじねじ」 妻は池波志乃
ガーシーが綾野剛のLINE公開でネット騒然「ショック」「すごいエンタメ」
何があった!?「エアコン」が想定外の壊れ具合!投稿者に話を聞いた
岡本夏生(56)、1600日ぶりにブログを更新した現在が衝撃
玉置浩二の妻、青田典子(53)の現在がとんでもない事になっていると話題に
ユーチューバーもこう氏、元彼女・成海瑠奈について赤裸々告白
元めちゃイケメンバーの三中元克(32)現在は何をしているのか調べてみた!
TikTokを賑わす「フエラムネごめんなサイダー味」がセブンイレブンで再販!じゅるるマスカットも買うなら今!
ヒカル、浮気相手とのLINE流出にドン引きの声「キモすぎる」「吐きそう」
ガーシー、またも綾野剛の暴露写真でネット歓喜「この写真見て笑っちゃう」
完全にダマされた! 『ラヴィット!』あのちゃん“事故レベル”大暴走は『水ダウ』遠隔操作のしわざだった ネットも納得
ガーシーが綾野剛のLINE公開でネット騒然「ショック」「すごいエンタメ」
「徳川家康の末裔」ギャル芸人が剛力彩芽に「元カレ」トークぶっ込む緊急事態!「ツマミ」
藤井聡太王将、就位式で選んだ意外な記念品 会場にどよめき
ソフトバンク和田毅、中日根尾昂、板山祐太郎、楽天荘司康誠、山田遥楓を抹消/23日公示
宮根誠司「いつもエネルギーにあふれている…整理がつかない」真島茂樹さん悼む
最近の偽アマゾンサイトの傾向は?→クレカ情報クレクレサイトになっていた
すがちゃん最高No.1、その辺の草を食べて初心に帰る「あの頃を思い出しました」
中尾彬さん「それで一緒になろうと思った」追悼「徹子の部屋」で池波志乃とのなれそめ語る
新井恵理那、朝番組で共演の中尾彬さん追悼「ニタリとしながらわざと怒ったような口調…寂しい」
東芝:300mmウエハー対応パワー半導体新製造棟を竣工
つばさの党代表らの衆院補選妨害容疑 警察庁長官「許されない」