2017 Fiscal Year Annual Research Report
体温と代謝の自律性・行動性調節を担う神経回路機構の解明
| Project Area | Integrative understanding of biological phenomena with temperature as a key theme |
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| Project/Area Number |
15H05932
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
中村 和弘 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (00548521)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 哲也 東北大学, 医学系研究科, 准教授 (90400374)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 体温 / 代謝 / 神経回路 / リズム / 栄養 / 飢餓 / 糖尿病 / 本能行動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. 研究代表者は、体温調節行動に必要な温度感覚伝達を担う神経伝達路を特定することに成功した。教科書的に知られた、温度を意識の上で知覚する仕組みとは別に、体温調節を目的とした皮膚温度感覚を脳へ伝達するための神経路を世界に先駆けて発見した研究成果であり、査読付き国際誌に論文発表した（Yahiro et al., Sci. Rep. 7:5031, 2017）。この成果を国際プレスリリースしたことにより、国内外のメディアを通じて本研究成果が広く報道された。行動性体温調節メカニズムについては、温度生物学領域の南班とも協働して温度選択行動解析実験を実施した。
2. 研究代表者は昨年度、国際共同研究によって、視床下部が飢餓を感知して脳内で生み出される飢餓信号が、代謝（熱産生）を抑制するとともに摂食を促進する上で鍵となる延髄の神経細胞を発見し、査読付き英文国際誌に論文発表した（Nakamura et al., Cell Metab. 25:322-334, 2017）。今年度は、この発見に関連して、生体の栄養状態に応じてエネルギー恒常性を制御する脳の神経回路メカニズムに関する英文総説を、研究代表者が責任著者となって国際誌に発表した（Nakamura & Nakamura, Pflugers Arch. 470:823-837, 2018）。
3. 研究代表者は米国UCSFに滞在して国際共同研究を行い、遺伝子組換えマウスを使った褐色脂肪熱産生の計測実験を行った。また、昨年度に引き続き、研究分担者の山田と研究代表者が共同研究を行い、肝臓からの栄養情報が脳の体温・代謝調節機能に作用する仕組みの解析を行った。
4. 研究代表者は、体温のセットポイント決定機構を解明するため、ラット体温調節中枢の体温調節ニューロンの組織化学的解析を行った。
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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
本研究の主要目的の一つが体温調節行動を発現する基盤となる脳の神経回路を解明することである。この仕組みは、生体に備わった様々な本能行動に共通したメカニズムにも通じる可能性があり、その仕組みを解明することは本能行動全体の仕組みを理解する上でも重要な意味を持つ。研究代表者は今年度、体温調節行動を起こす上で必要な環境温度情報を皮膚の温度センサーから脳へ伝達するための神経路を同定することに成功し、その研究成果を一流国際誌に論文発表することができた。今後、温度生物学領域の南班とも協働して、温度感覚の情報がどのようにして体温調節行動につながる情動を発現させるのかという問いに焦点を当てて研究を進める予定である。その他の研究項目についても、エネルギーバランスを調節する中枢神経回路モデルを総説として発表し、また、国際共同研究を進めるなど、おおむね順調に進展している。一方で、一部の遺伝子改変マウスの繁殖が予想以上に不順であったなど、不慮の事象によって若干の遅れが見られたが、次年度の計画を見直して遅れを取り戻すことができる見通しである。以上の進捗状況に鑑み、本研究はおおむね順調に進展しているものと判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は研究代表者が行動性体温調節に必要な温度感覚を伝達する神経路を特定することに成功し、論文発表したが、体温調節行動の中枢神経回路メカニズムについては、「温度情動」が関与する可能性が高く、温度生物学領域の計画研究代表者であり、情動研究の専門家である南雅文教授（北海道大学）と共同研究を行うことで解明を進める。また、肝臓から脳への栄養情報がどのようにして体温・代謝調節系に影響を与えるのか、その仕組みは興味深く、温度生物学においても大変重要な問題である。この点について、研究代表者と研究分担者の山田との共同研究や国際共同研究をさらに進め、詳細な解析を続けていく。また、体温のセットポイント決定メカニズムや概日リズム形成メカニズムについても引き続き、領域内外の共同研究を通じて精力的に進めていく予定である。
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[Journal Article] Activation of the Hypoxia Inducible Factor 1α Subunit Pathway in Steatotic Liver Contributes to Formation of Cholesterol Gallstones2017
Author(s)
Asai Y, Yamada T, Tsukita S, Takahashi K, Maekawa M, Honma M, Ikeda M, Murakami K, Munakata Y, Shirai Y, Kodama S, Sugisawa T, Chiba Y, Kondo Y, Kaneko K, Uno K, Sawada S, Imai J, Nakamura Y, Yamaguchi H, Tanaka K, Sasano H, Mano N, Ueno Y, Shimosegawa T, Katagiri H
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Journal Title
Gastroenterology
Volume: 152
Pages: 1521～1535.e8
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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