2017 Fiscal Year Annual Research Report
エストロゲン欠乏による概日リズムに依存した過食の中枢機構の解明
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16J06522
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| Research Institution | Nara Women's University |
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Principal Investigator |
西村 友里 奈良女子大学, 人間文化研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2016-04-22 – 2019-03-31
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| Keywords | エストロゲン / 摂食行動 / 概日リズム / セロトニンニューロン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
卵巣ステロイドの一種であるエストロゲンは摂食抑制作用を持つ。私たちはこれまでに、この作用は明期の時間帯に選択的に起こることを示してきた。一連の先行研究から、エストロゲンは概日リズムを調節する神経系に作用することが示唆されている。本研究課題の目的は、エストロゲンがどのような作用機序によって概日リズム調節に影響を与えるのかを解明することである。
これまでに、エストロゲンはセロトニンニューロンを介して概日リズム制御中枢に作用することを示してきた。本年度は、摂食行動の制御に関わる種々のニューロンがエストロゲンの摂食抑制作用に関与するのか検討した。具体的には、空腹時に亢進される視床下部内の神経活動がエストロゲンによって変化するのか検討するために、卵巣摘出ラットに2-deoxy-D-glucose (2DG)を投与し、急性のエネルギー欠乏時の神経応答及び摂食応答を調べた。その結果、エストロゲン及び選択的セロトニン再取り込み阻害薬の一種であるfluoxetine (FLX) は、2DGによって誘導される摂食行動及び視床下部外側野のオレキシンニューロン内におけるc-Fosタンパク質の発現を抑制した。以上の効果はどれも明期に観察された。この結果は、エストロゲンの明期選択的な摂食抑制作用が、オレキシンニューロンの活動抑制に起因することを示唆する。また、FLX もエストロゲンと同様の作用をもたらしたことから、セロトニンニューロンがエストロゲンのこれらの作用に関与する可能性がある。
上記の他に、エストロゲンがセロトニン1A受容体を脱感作するか検討するために、セロトニン1A受容体のアゴニストを用いた行動学的実験を行ったが、まだ十分の結果は得られておらず、引き続け実験を継続する。また、エストロゲンの脳での作用をmRNAレベルで検討するために、新しい実験系を確立してきた。次年度に実験を実施する予定である。
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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
本年度には、エストロゲンが明期選択的に摂食行動に作用するメカニズムとして、摂食促進性のオレキシンニューロンの関与を明らかにすることができた。エストロゲンが摂食関連ニューロンの活動に影響を与えることはこれまでにも明らかにされていたが、概日リズムを考慮した実験は本研究が初めてである。私たちはこれまでに、概日リズムの制御中枢であるSCNがエストロゲンの摂食抑制作用に関与することを既に示しており、上記の結果を合わせると、脳視床下部での神経回路がエストロゲンによって微調整されることが示唆される。詳細な神経経路については、次年度以降で明らかにしていきたい。
また、エストロゲンがセロトニン1A受容体を脱感作するか検討するために、セロトニン1A受容体のアゴニストを用いた行動学的実験を行ったが、この実験についてはまだ十分な結果が得られていない。この実験のためには、これまでに用いた手法よりも詳細な統計解析が必要であると考えている。したがって次年度には、概日リズム解析に特化したsoftwareの導入を予定している。
さらに、本年度には、次年度以降の研究のために、in situ hybridization法の実験系を確立してきた。私の所属する研究室では、DNAやRNAを用いた実験はこれまでに行われていなかったため、本年度には必要な機器の導入や実験環境の確保などを行った。本年度までに、RNAプローブを作成することができたため、次年度に実験を行う予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度までの実験により、エストロゲンはセロトニンニューロンを仲介してSCNニューロンの活動を増大することを明らかにした。また、近年の研究から、エストロゲンがセロトニンニューロンの機能を増大すること、セロトニンニューロンの作用は、SCNのニューロンの活動を抑制することが明らかにされている。以上の事実は、我々の研究結果と矛盾しているように考えられるが、我々はこの問いに対して、SCNで発現するセロトニン受容体がエストロゲンによって脱感作するのではないかと仮説を立て、本年度に実験を行った。しかし本年度の研究では、技術的問題のために十分な結果が得られておらず、次年度に持ち越して検討する予定である。具体的には、概日リズム解析に特化したsoftwareの導入を予定している。
さらに、エストロゲンの中枢での作用をmRNAレベルで検討するために、in situ hybridization法を導入する。我々の研究室にとっては新しい実験手法であるが、その実験設備・環境は本年度でほぼ確立した。次年度にはこの手法を用いて、セロトニンニューロン内で発現するエストロゲン受容体やSCNの時計遺伝子の発現の概日パターンを検討する。次年度の研究によって、エストロゲン受容体の発現が日内変動を持つのか、持つならば、その発現リズムがエストロゲン補充によって影響されるのかを検討する。また、エストロゲンはSCN領域で時計遺伝子の発現を変化させるが、時計遺伝子の発現にどのような影響を与えるのかについても検討する。以上の研究によって、エストロゲンの作用が明期選択的に起こるメカニズムの一部を明らかにする予定である。
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