嗅球オキシトシン細胞における摂食行動への生理的役割の解明

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K08537
• Research Institution: Dokkyo Medical University
• Principal Investigator: 橋本 弘史 獨協医科大学, 医学部, 准教授 (10454935)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: オキシトシン / オキシトシン受容体アンタゴニスト / オキシトシン赤色蛍光遺伝子改変ラット / 視床下部 / シスプラチン / シクロスポリン / Fosタンパク / Xenin

Outline of Annual Research Achievements

下垂体後葉ホルモンであるオキシトシン(OT)は、これまで子宮収縮および射乳反射を引き起こすホルモンとして知られている。近年、社会行動や摂食行動を調節する因子としても注目され、記憶および情動などの高次脳機能の修飾や摂食に関与することが示唆されている。最近、肥満および自閉症スペクトラム症患者に対し、OTの経鼻投与によりそれらの症状が改善されることが報告された。本研究では、嗅球におけるOTの生理学的役割および情報伝達機構の特性を、摂食抑制モデルにおいて分子生物学的および電気生理学的手法を用いて明らかにすることを目的とする。初年度（平成２８年度）は、シスプラチン誘発性摂食抑制モデルにおいて、OT産生部位である視床下部視索上核および室傍核、さらにOT細胞の投射先である延髄孤束核にFosタンパクの発現が認められ、OT－mRFP1トランスジェニックラットにおいては、蛍光輝度の増加が見られた。これらの発現はOT受容体拮抗薬の投与により有意に減弱した。平成２９年度は、シスプラチン誘発性摂食抑制モデルラットの嗅球におけるFosタンパクの発現の変化を検討したが、有意な変化は見られなかった。そこで、抗がん剤シクロスポリンによる摂食抑制モデルラットを検討したところ、シスプラチンよりも強力に摂食を抑制した。今後、シクロスポリン誘発性摂食抑制モデルラットにおいて、OT細胞の変化を調べる予定である。
神経ペプチドXeninは強力に摂食抑制を引き起こす。そこで、WistarラットにXeninを脳室内投与し、脳内のFosタンパクの発現を調べた。OT産生部位である視床下部視索上核および室傍核、OT細胞の投射先である延髄孤束核にFosタンパクの発現が認められた。今後、嗅球も含めOT細胞におけるXeninの効果を調べる予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

シスプラチン誘発性摂食抑制モデルラットにおいて、オキシトシンの関与が示唆されたが、嗅球における作用においては有意な変化が見られなかった。シスプラチン誘発による摂食抑制作用は比較的小さかったためと考えられたので、もう少し強い摂食抑制モデルを検討した。シスプラチンと同様に抗がん剤であるシクロスポリンも摂食抑制作用を持つことが知られている。
シクロスポリンをWistarラットに投与したところ強力に摂食を抑制したため、今後、シクロスポリン誘発性摂食抑制モデルにおいて中枢への影響を調べる予定である。また、神経ペプチドの１つであるXeninを脳室内投与すると摂食を抑制する。WistarラットにXeninを脳室内投与したところ、OT産生部位である視床下部視索上核および室傍核、さらにOT細胞の投射先である延髄孤束核にFosタンパクの発現が認められた。今後、嗅球も含めOT細胞におけるXeninの効果を調べる予定である。

Strategy for Future Research Activity

Wistar系成熟雄ラットおよびオキシトシン－mRFP1トランスジェニックラットを用いて、摂食抑制モデルにおけるオキシトシンの脳内および嗅球内の変化を検討する。具体的には、Wistar系成熟雄ラットに対し、（１）シクロスポリン誘発性摂食抑制モデル（２）Xenin誘発性摂食抑制モデル（３）コレシストキニン末梢投与誘発性摂食抑制モデル（４）アポモルフィン誘発性摂食抑制モデルなどを作成し、灌流固定後、脳を摘出し、固定後、抗Fosタンパク抗体もしくは抗ICER抗体を用いて、嗅球のFosタンパクおよびICERタンパクの発現部位(活性化部位)を免疫組織化学的染色法により探索し、比較および検討を行う。また、オキシトシン－mRFP1トランスジェニックラットを用いて、同様に摂食抑制モデルラットを作成し、脳内および嗅球内のmRFP1蛍光輝度の変化を比較および検討を行う。

Causes of Carryover

今年度、国際学会発表を予定していたが、諸事情により不可能であったため、次年度に発表予定としたため(The 9th International Congress of Neuroendocrinology 2018, Toronto)。

Research Products

• [Journal Article] Increased oxytocin-monomeric red fluorescent protein 1 fluorescent intensity with urocortin-like immunoreactivity in the hypothalamo-neurohypophysial system of aged transgenic rats. (2018)
  • Author(s): Ohno S, Hashimoto H, Fujihara H, Fujiki N, Yoshimura M, Maruyama T, Motojima Y, Saito R, Ueno H, Sonoda S, Ohno M, Umezu Y, Hamamura A, Saeki S, Ueta Y.
  • Journal Title: Neurosci Res. Volume: 128 Pages: 40-49
  • DOI: 10.1016/j.neures.2017.08.001.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Inhibition of ghrelin-induced feeding in rats by pretreatment with a novel dual orexin receptor antagonist (2018)
  • Author(s): So M, Hashimoto H, Saito R, Yamamoto Y, Motojima Y, Ueno H, Sonoda S, Yoshimura M, Maruyama T, Kusuhara K, Ueta Y.
  • Journal Title: J Physiol Sci. Volume: 68(2) Pages: 129-136
  • DOI: 10.1007/s12576-016-0517-5
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Development of ghrelin resistance in a cancer cachexia rat model using human gastric cancer-derived 85As2 cells and the palliative effects of the Kampo medicine rikkunshito on the model. (2017)
  • Author(s): Terawaki K, Kashiwase Y, Sawada Y, Hashimoto H, Yoshimura M, Ohbuchi K, Sudo Y, Suzuki M, Miyano K, Shiraishi S, Higami Y, Yanagihara K, Hattori T, Kase Y, Ueta Y, Uezono Y.
  • Journal Title: PLoS One. Volume: 12(3) Pages: e0173113
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0173113
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Comparison of the induction of c-fos-eGFP and Fos protein in the rat spinal cord and hypothalamus resulting from subcutaneous capsaicin or formalin injection. (2017)
  • Author(s): Motojima Y, Matsuura T, Yoshimura M, Hashimoto H, Saito R, Ueno H, Maruyama T, Sonoda S, Suzuki H, Kawasaki M, Ohnishi H, Sakai A, Ueta Y.
  • Journal Title: Neuroscience Volume: 356 Pages: 64-77
  • DOI: 10.1016/j.neuroscience.2017.05.015
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Possible involvement of central oxytocin in cisplatin-induced anorexia in rats. (2017)
  • Author(s): Arase K, Hashimoto H, Sonoda S, Ueno H, Saito R, Motojima Y, Yoshimura M, Maruyama T, Hirata K, Uezono Y, Ueta Y.
  • Journal Title: J Physiol Sci. Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.1007/s12576-017-0550-z
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Activation of central nesfatin-1/NucB2 after intraperitoneally administered cisplatin in rats (2017)
  • Author(s): Akiyama Y, Yoshimura M, Nishimura K, Nishimura H, Sonoda S, Ueno H, Mitojima Y, Saito R, Maruyama T, Nonaka Y, Hashimoto H, Uezono Y, Hirata K, Ueta Y
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun. Volume: 490(3) Pages: 794-799
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.06.119
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Involvement of central nesfatin-1 neurons on oxytocin-induced feeding suppression in rats. (2017)
  • Author(s): Saito R, Sonoda S, Ueno H, Motojima Y, Yoshimura M, Maruyama T, Hashimoto H, Tanaka K, Yamamoto Y, Kusuhara K, Ueta Y
  • Journal Title: Neurosci Lett. Volume: 655 Pages: 54-60
  • DOI: 10.1016/j.neulet.2017.06.049
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] シスプラチン末梢投与によりラット視床下部オキシトシンニューロンが活性化する (2018)
  • Author(s): 橋本弘史、荒瀬光一、元嶋尉士、齋藤玲子、園田里美、上野啓通、吉村充弘、丸山崇、平田敬治、瀬尾芳輝、上田陽一
  • Organizer: 第95回日本生理学会大会、高松
• [Presentation] 加齢トランスジェニックラットの視床下部-下垂体後葉系におけるウロコルチン様免疫反 応を伴うオキシトシン-単量体赤色蛍光蛋白1蛍光強度の増加 (2018)
  • Author(s): 大野重雄、丸山崇、橋本弘史、藤原広明、藤木通弘、吉村充弘、元嶋尉士、齋藤玲子、上野啓通、園田里美、大野素子、梅津祐一、浜村明徳、佐伯覚、上田陽一
  • Organizer: 第95回日本生理学会大会、高松
• [Presentation] Regional and time-course differences in the induction of c-fos-eGFP fluorescence in the spinal cord and hypothalamus of transgenic rats after nociceptive and inflammatory stimuli (2017)
  • Author(s): Motojima Y, Kawasaki M,Suzuki H, Ohnishi H, Matsuura T, Yoshimura M,Hashimoto H, Saito R, Ueno H, Maruyama T, Sonoda S, Mori T, Sabanai K, Sakai A, Ueta Y.
  • Organizer: the 2017 American Academy of Orthopaedic Surgeons, San Diego, USA
• [Presentation] Effect of vestibular lesion on hypothalamic feeding-regulating neuropeptides after being exposed to hyper gravity in mice. (2017)
  • Author(s): Satomi Sonoda, Mitsuhiro Yoshimura, Hiromichi Ueno,Yasuhito Motojima,Reiko Saito, Takashi Maruyama, Hirofumi Hashimoto, Hironobu Morita, Yoichi Ueta
  • Organizer: International Behavioral Neuroscience Society 2017, Hiroshima, Japan
• [Presentation] Arginine vasopressin-enhanced green fluorescent protein synthesis in the hypothalamus after peripheral administration of furosemide in the transgenic rat (2017)
  • Author(s): 上野啓通、園田里美、元嶋尉士、吉村充弘、丸山崇、橋本弘史、芹野良太、田村雅仁、尾辻豊、上田陽一
  • Organizer: 第27回バゾプレシン研究会、東京
• [Presentation] フロセミドを末梢投与した際の中枢におけるバゾプレッシンの動態～バゾプレッシン-eGFPトランスジェニックラットを用いて～ (2017)
  • Author(s): 上野啓通、園田里美、元嶋尉士、齋藤玲子、吉村充弘、丸山崇、橋本弘史、芹野良太、田村雅仁、尾辻豊、上田陽一
  • Organizer: 第46回日本心脈管作動物質学会、沖縄
• [Presentation] ラットバゾプレッシンニューロンの蛍光タンパクによる可視化と光刺激による神経活動制御の試み (2017)
  • Author(s): 吉村充弘、丸山崇、橋本弘史、上田陽一
  • Organizer: 第46回日本心脈管作動物質学会、沖縄
• [Presentation] ラット尾懸垂時の延髄および視床下部におけるFosタンパク発現の検討 (2017)
  • Author(s): 丸山崇、元嶋尉士、吉村充弘、橋本弘史、園田里美、上野啓通、齋藤玲子、上田陽一
  • Organizer: 第46回日本心脈管作動物質学会、沖縄
• [Presentation] オキシトシン、オキシトシンアナログの末梢投与およびキスペプチンの中枢内投与による視床下部・延髄におけるネスファチン－１含有ニューロンの活性化 (2017)
  • Author(s): 齋藤玲子、園田里美、上野啓通、元嶋尉士、吉村充弘、丸山崇、橋本弘史、山本幸代、楠原浩一、上田陽一
  • Organizer: 第94回日本生理学会大会、浜松
• [Presentation] 尾懸垂による視床下部および脳幹への影響評価 (2017)
  • Author(s): 丸山崇、元嶋尉士、吉村充弘、橋本弘史、園田里美、上野啓通、齋藤玲子、上田陽一
  • Organizer: 第94回日本生理学会大会、浜松
• [Presentation] バゾプレッシン-eGFPトランスジェニックラットを用いたフロセミド末梢投与後の中枢におけるバゾプレッシン合成の検討 (2017)
  • Author(s): 上野啓通、園田里美、元嶋尉士、齋藤玲子、吉村充弘、丸山崇、橋本弘史、芹野良太、田村雅仁、尾辻豊、上田陽一
  • Organizer: 第94回日本生理学会大会、浜松
• [Presentation] グレリンのラット脳室内投与による摂食促進作用に対するオレキシン受容体アンタゴニストの抑制効果についての検討 (2017)
  • Author(s): 宗まりこ、橋本弘史、齋藤玲子、山本幸代、吉村充弘、丸山崇、楠原浩一、上田陽一
  • Organizer: 第90回日本内分泌学会学術総会、京都
• [Presentation] ラット視床下部・延髄のnesfatin-1 含有ニューロンへのOxytocin、Oxytocin analog の末梢投与およびKisspeptinの中枢内投与による活性化 (2017)
  • Author(s): 齋藤玲子、園田里美、上野啓通、元嶋尉士、吉村充弘、丸山崇、橋本弘史、山本幸代、楠原浩一、上田陽一
  • Organizer: 第90回日本内分泌学会学術総会、京都
• [Presentation] Activation of brain nesfatin-1/NucB2 neuron after intraperitoneally administered cisplatin in rats (2017)
  • Author(s): 吉村充弘, 園田里美, 上野啓通, 齋藤玲子, 元嶋尉士, 丸山崇, 橋本弘史, 上田陽一
  • Organizer: 第90回日本内分泌学会学術総会、京都
• [Presentation] マウス・ラットの視床下部摂食促進性および抑制性神経ペプチドの変動：重力変化の影響 (2017)
  • Author(s): 園田里美、吉村充弘、上野啓通、元嶋尉士、齋藤玲子、丸山崇、橋本弘史、森田啓之、岡田洋右、田中良哉、上田陽一
  • Organizer: 第90回日本内分泌学会学術総会、京都
• [Presentation] Increased oxytocin-mRFP1 fluorescent intensity with urocotin-like immunoreactivity in the hypothalamo-neurohypophysial system of aged transgenic rats (2017)
  • Author(s): Shigeo Ohno, Hirofumi Hashimoto, Hiroaki Fujihara, Nobuhiro Fujiki, Mitsuhiro Yoshimura, Takashi Maruyama, Yasuhito Motojima, Reiko Saito, Hiromichi Ueno, Satomi Sonoda, Motoko Ohno, Yuichi Umezu, Akinori Hamamura, Satoru Saeki, Yoichi Ueta
  • Organizer: Fourth World Congress of Reproductive Biology（WCRB2017）, Okinawa
• [Presentation] Fluorescent visualization of oxytocin neurons activated by acute nociceptive stimuli in the c-fos-eGFP transgenic rats (2017)
  • Author(s): Yasuhito Motojima, Haruki Nishimura, Takanori Matsuura, Mitsuhiro Yoshimura, Hirofumi Hashimoto, Reiko Saito, Hiromichi Ueno, Takashi Maruyama, Satomi Sonoda, Kazuaki Nishimura, Kentaro Tanaka, Hitoshi Suzuki, Makoto Kawasaki, Hideo Ohnishi, Akinori Sakai, Yoichi Ueta
  • Organizer: Fourth World Congress of Reproductive Biology（WCRB2017）, Okinawa
• [Presentation] シスプラチン末梢投与によりラット視床下部オキシトシン分泌ニューロンが活性化する (2017)
  • Author(s): 荒瀬光一、橋本弘史、平田敬治、上園保仁、上田陽一
  • Organizer: 第76回日本癌学会学術総会、横浜
• [Presentation] 加齢遺伝子改変ラットの視床下部-下垂体系におけるウロコルチン増加を伴うオキシトン蛍光蛋白の増加 (2017)
  • Author(s): 大野重雄、丸山崇、橋本弘史、藤原広明、藤木通弘、吉村充弘、元嶋尉士、齋藤玲子、上野啓通、園田里美、大野素子、梅津祐一、浜村明徳、佐伯覚、上田陽一
  • Organizer: 第68回西日本生理学会、福岡