| Project/Area Number |
23K10972
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
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| Research Institution | Kyoto Tachibana University |
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Principal Investigator |
Hu Di 京都橘大学, 健康科学部, 助教C (60758580)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 慢性疲労 / ストレス / 内分泌 / グレリン / レプチン / 食欲 / 内分泌制御異常 |
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| Outline of Research at the Start |
慢性疲労症候群は長期間の強い全身倦怠感などをもたらし、うつ病や過労死などを引き起こす。そのメカニズムは不明のため、診断・治療法は確立されていない。疲労の慢性化形成機序を解明するために、独自に開発したモデルにおいて、食欲ホルモンレプチンとグレリンは、視床下部における内分泌制御の異常や慢性疲労に関連する自律神経の制御異常を示すなど、慢性疲労の形成に強く関与する可能性がある。本研究はこうした中枢神経の制御変調メカニズム及び関連する脳内領域の特定神経を同定することを目的とする。両因子の中枢制御変調のメカニズムを明らかにした上で、特定した神経細胞や分子への薬物介入による疲労の軽減・予防効果を検討する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は慢性疲労モデル動物を使い、疲労負荷による体力・モチベーションの低下、身体疼痛、体温調節異常、疲労回復の顕著な遅延など慢性疲労症候群の臨床像に似た症状を明らかにしてきた。2023年度には疲労の体内蓄積による内分泌調節異常、特にレプチン・グレリンの制御異常について検討を行った。
疲労負荷初期（3日間）にレプチンの血中濃度が変化しなかったに対し、負荷中期（8日間）に初期レプチンの血中濃度が半分に、さらに負荷後期（14日間）になると1/4まで減少した。レプチンの血中低下は、空腹時によく観察されるが、慢性疲労モデルは常に摂食行動を取っており、餌消費量は非負荷条件より約1.5倍増加したので、水浸負荷による空腹状態下のレプチン低下ではないと考えられる。一方、グレリンの血中濃度が水浸負荷初期から約2倍に増加し、負荷中期・後期に同程度の濃度が維持された。グレリンの血中濃度増加は、非負荷条件より約1.5倍の餌消費量増加の原因と考えられる。
さらにACTHおよびa-MSHの血中濃度も上昇した。グレリンが視床下部弓状核においてNPY/AgRPニューロンを活性化させ、POMC/CART神経を抑制する。POMCシグナル下流に位置するACTHとa-MSHの増加が、上昇したグレリンの視床下部POMC神経を抑制できない状態を示唆された。これらのダイナミックな変化を元通り状態に戻す時に、形成した慢性疲労に対する影響を検討した。レプチンリコンビナントタンパク質投与が疲労負荷後の夜間自発活動量回復が大幅に促進された。それに対し、グレリン受容体阻害剤投与による疲労負荷後の夜間自発活動量回復が認められなかった。レプチンがBBB通過できるので、疲労負荷後の動物に補充することにより、直接中枢神経に作用し、変調となった制御異常を是正した可能性が考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題は申請時に提出した2023年度の計画通りに進めていた。まず、14日間の水浸負荷により慢性疲労モデル動物を作製した。動物にレプチンリコンビナント蛋白質もしくはグレリン受容体阻害剤の腹腔内投与を行った。投与タイミングおよび投与濃度に関しては既報論文（Lu et al, PNAS 2006; Lutter et al. Nat Neurosci 2008 ）を参考した上、以前に行った投与実験結果に合わせ、1日1回インジェクション（レプチンリコンビナントタンパク質：3mg/Kg；グレリン受容体阻害剤：80ug/Kg）×5日間にした。その結果、対照群（生理食塩水投与）に比較すると、レプチンリコンビナントタンパク質投与が疲労負荷後の夜間自発活動量回復が大幅に促進された。一方、グレリン受容体阻害剤投与による疲労負荷後の夜間自発活動量回復が認められなかった。長期投与、特に水浸負荷期間内にレプチンリコンビナント蛋白質とグレリン受容体阻害剤投与効果を確認するために、
さらに、レプチンリコンビナント蛋白質とグレリン受容体阻害剤の長期投与法として、第3脳内内に透析プローブを設置し投与検討を行った。（長期、動物頭部に固定するガイドカニューレと繋いた頚背部皮下埋入浸透圧ポンプから注入）を行う。
慢性疲労モデル動物に適する条件を検討する。投与前後の自発活動量や強制負重水泳、摂食量等を検討し、レプチン・グレリンの影響を受ける血中ACTHやa-MSHなどの測定を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度、脳室内のレプチン・グレリン受容体アンタゴニスト投与による脳内神経伝達物質（セロトニン・カテコールアミン等）の変化を把握するために、HPLCを用いて脳室液/脳脊髄液の微量成分分析を行う予定。
またPETイメージングを用いて、慢性疲労によるレプチン・グレリンの中枢神経変調を捉え、関連領域を特定する。
方法：3日間・8日間・14日間に疲労負荷させた動物の頭部PETイメージングを行う。PETトレーサーは[18F]FDGと[18F]-FBA-leptin(Ceccarini et al. Cell Metab 2009)を使用する。より詳細なプローブ集積情報を得るために、30分間のPETスキャン終了直後に、同じ動物の脳組織を使い、ARG（autoradiography）実験を合わせて実施し、慢性疲労により変化する脳内領域を特定する。さらに、レプチン・グレリンの脳内投与実験を行い、レプチン補充とグレリン阻害によって特定した脳内領域のPETトレーサー集積変化を捉える。次に、同一動物の脳組織切片を用いて、視床下部を中心にレプチン・グレリンの関連神経についてISH/RNAスコープを行い、両ホルモンの中枢制御変調の原因神経を同定する。
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