2016 Fiscal Year Research-status Report
FGF21による食餌選択行動と脳内メカニズムの解明
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15K09405
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| Research Institution | University of the Ryukyus |
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Principal Investigator |
岡本 士毅 琉球大学, 医学(系)研究科(研究院), 特命講師 (40342919)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | FGF21 / 炭水化物嗜好性 / AMPK |
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| Outline of Annual Research Achievements |
食餌選択行動を制御する視床下部PVH-CRHニューロンにおけるAMPKを活性化する、末梢組織からの刺激因子として、ヘパトカインであるFGF21に着目し、FGF21シグナルの視床下部内作用点と食事嗜好性制御における脳内ネットワークを解明を進めている。FGF21受容体であるFGFR1cに対するshRNAにより視床下部PVHまたはSCNでの受容体発現を抑制すると、絶食時に高まる炭水化物食嗜好性が完全に遮断された。このFGF21の作用が、PVHに存在し食餌嗜好性制御ニューロンと位置づけたCRHニューロンへの直接作用か否か、検討するためにCRH Creマウスを用いて、PVHのCRHニューロンにshRNAを特異的発現させた後に絶食すると、予想通り高炭水化物食嗜好性は完全に消失した。これはPVH-CRHニューロン自体が、絶食時に肝臓で産生され血中濃度が増加するFGF21を直接感受し、CRHニューロンの活性化に直接的に寄与している事を示唆する。このCRHニューロンの上流探索を進める予定で準備を進めていたが、狂犬病ウィルスを用いた上流探索に関する報告が既になされてしまったので、炭水化物嗜好性に寄与するAMPK反応性CRHニューロン自体の特徴決定に方針転換を行った。これまでに明らかにした炭水化物嗜好性に寄与するAMPK反応性CRHニューロンのうち、FGF21受容体を発現するCRHニューロンをCell sortingして回収したところ、PVHの0.1％未満の細胞集団数100個を回収出来た。現在微量試料からのcDNAアレイ解析の準備を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
外因性FGF21投与により、甘み感受性を低下させ、肥満状態に於いても砂糖摂取量を低下させるという逆の効果を示す報告が2報発表(Cell Metabolism 23, 1-6及び23,335-343 (2016))され、肥満者の糖分過剰摂取を防ぐ治療応用として期待されている。しかし、この報告で使用されたFGF21の濃度は生理的範囲を100倍以上逸脱しており、治療目的での利用への可能性を示すが、本来のFGF21の機能とは考えにくい。FGF21は絶食時に肝臓で合成が高まるが、肥満時に生じる脂肪肝においても合成が高まる事も報告されているので、FGF21の生理的機能解明が重要で有ると考えている。また狂犬病ウィルスを用いたCRHニューロンの上流探索を行い、私の注目するSCNからPVHへの入力経路は特に主要経路では無い報告（Natue 532, 103-106 (2016))がなされた。そこで、CRHニューロンへの入力経路探索ではなく、嗜好性制御コマンドニューロンとしてのAMPK反応性CRHニューロン自体の特性を解明する事に方策を転換した。またその計画方針の転換と同時に自身の所属異動に伴って実験の遅延が生じた。現在は完全に異動先の琉球大学での実験を速やかに再開しているので、計画目的を達成できると確信している。既に目的とする、AMPK反応性CRHニューロンを分別・単離・回収することに成功している。今後cDNAアレイ解析を行い、in vivoで高発現し、判別可能な新規マーカーを同定する。その後新規判別マーカーによるマーキング動物の作出を行い、機能評価を進める予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
CRHニューロンへの入力経路探索ではなく、嗜好性制御コマンドニューロンとしてのAMPK反応性CRHニューロン自体の特性を解明するため、AMPK反応性CRHニューロンのうち、FGF21受容体陽性細胞をsortingにより分別・単離・回収し、cDNAアレイ解析を行う。
既に目的細胞の回収は終了している。アレイ解析後、in vivoで高発現し、判別可能な新規マーカーを選別し、AMPK反応性CRHニューロンとの多重染色により同定する。
その後、新規判別マーカー特異的な発現制御下で蛍光タンパク質を発現させる実験動物の作出を行い、傾向タンパク質の発現分布から、嗜好性制御ニューロンの下流探索を行う。
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| Causes of Carryover |
当該研究計画を推進中に、予想される結果と異なる報告がなされた為に、研究計画を大幅に変更する事になった。また同時期に研究代表者の異動と重なり、短期間では有るが研究推進に遅延が生じたため、残高を次年度に繰り越し、より効果的な網羅解析を推進し、目的とする炭水化物嗜好性制御ニューロンの示標分子同定を進める。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
炭水化物嗜好性を制御するAMPK反応性CRHニューロンのうち、FGF21受容体を発現するCRHニューロンをCell sortingして回収したところ、PVHの0.1％未満の細胞集団を回収し、機能同定を進めている。この微小サンプルにおける発現解析を進める事が可能な、高感度のcDNAアレイ解析の準備を進めており、その解析に大部分を充て、機能的分類示標の同定を行う。
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