Mechanismen und neuroanatomische Grundlagen der Stoffwechselreduktion beim Dsungarischen Zwerghamster.

• Antragstellerin: Professorin Dr. Annika Herwig
• Fachliche Zuordnung: Biochemie und Physiologie der Tiere
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 399844041

Dsungarische Zwerghamster sind in der Lage durch die gezielte Absenkung ihrer Stoffwechselrate (daily torpor), Energieausgaben auf ein Minimum zu reduzieren und so vorhersehbare oder akute energetische Herausforderungen zu überstehen. Während des Torpors wird die Stoffwechselrate um 75% reduziert, worauf die Körpertemperatur auf ≥ 15 ° C absinkt. Obwohl die Physiologie des Torpors in dieser Spezies bereits gut untersucht wurde, ist das Wissen über Regulationssysteme und -mechanismen lückenhaft. Da Torpor stets in direktem oder indirektem Zusammenhang mit Energiemangel steht, wurde bereits in früheren Studien diskutiert, ob Glukoseverfügbarkeit an der Regulation beteiligt sein könnte. Die Daten sind jedoch nicht eindeutig. In unserem Projekt soll die Rolle der Glukoseverfügbarkeit bei verschiedenen Torporformen untersucht werden: bei spontanem Torpor, der im saisonalen Kontext auftritt, sowie bei fasteninduziertem Torpor, der als Reaktion auf akuten Futtermangel genutzt wird. Mittels einer neuartigen Telemetrie-Methode wollen wir den Serum-Glukosespiegel während der Torpor-Episoden kontinuierlich in vivo messen, ihn präzise auf Stoffwechselrate und Körpertemperatur beziehen und damit seine Rolle in der Torpor-Induktion identifizieren. Messungen der Glukose-Sensitivität von Tanyzyten der Blut-Hirn-Schranke und detaillierte Genexpressionsstudien im Hypothalamus werden wichtige Erkenntnisse zur Informationsübermittlung an das Gehirn und die möglichen regulatorischen Mechanismen liefern.In einem zweiten Ansatz wollen wir präzise anatomische Informationen über hypothalamische Zentren gewinnen, die an der Torporinduktion beteiligt sind. Derzeit ist wenig über die Aktivierung von spezifischen Gehirnzentren im Torpor bekannt. Dies jedoch ist für das Verständnis der regulatorischen Grundlagen von Stoffwechselsuppression essenziell. In unserem Projekt kombinieren wir anatomische und funktionelle Untersuchungen, indem wir detaillierte immunhistochemische c-Fos-Analysen mit Illumina-Sequenzierungen von spezifisch identifizierten hypothalamischen Kernen verbinden.Durch die Verwendung von modernen telemetrischen, neurophysiologischen, anatomischen und molekularen Methoden zielt dieses Projekt darauf ab, die Signalwege der Soffwechselreduktion bei Säugetieren besser zu verstehen. Die Entschlüsselung der regulatorischen Mechanismen von Torpor-Zuständen, hat großes Potenzial für klinische Anwendungen, die von der Kontrolle des Stoffwechsels beim Menschen sehr profitieren könnten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen