2017 Fiscal Year Annual Research Report
視床下部グルコース感受性神経における新たな調節因子と抗糖尿病薬の探索
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17H05059
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
戸田 知得 北海道大学, 獣医学研究院, 助教 (70571199)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 糖代謝 / 視床下部 / 糖尿病 / グルコースセンシング / 神経細胞 / 恒常性維持 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的はグルコース感受性神経におけるミトコンドリア形態変化に着目し、生活習慣病において、どのような分子が脳のグルコースセンシングを低下し糖尿病発症に関与するかを明らかにすると共に、その分子が糖尿病治療のターゲット分子となり得るかを明らかにすることである。2017年度は以下の研究成果を得た。
①グルコースによって活性化される神経細胞（グルコース興奮性神経）を赤色蛍光でラベルするために、神経活動依存的にタモキシフェン活性型のCre-recombinase を発現するマウスとCreレポーターマウスを交配した。グルコースとタモキシフェンの投与濃度や投与時間などの検討を行った。
②①によりラベルされた細胞がグルコース興奮性神経であるかを確かめるために、マウスの脳切片を用いてカルシウムイメージングを行った。
③人為的神経活性制御法の一つであるDREADD (Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs)を発現するアデノ随伴ウイルスを購入し、グルコース興奮性神経にDREADDを発現させた。DREADD agonistを投与し、腹内側核のグルコース興奮性神経を抑制したときの糖代謝を調べた。予想に反して、グルコース興奮性神経の抑制は全身の糖代謝を亢進した。おそらくグルコース興奮性神経以外の神経細胞がラベルされたものと考えている。グルコースとタモキシフェンの投与方法を検討する必要がある。
④ミトコンドリアの形態的変化に関わる分子であり、食事誘導性肥満モデルマウスの腹内側核で発現量が変化する遺伝子を見つけるために、single cell RNA sequenceの立ち上げを行った。腹内側核の神経細胞を分離し、単一細胞からのRNA抽出および神経細胞マーカーであるNeuNのreal time PCR増幅に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の計画では平成２９年度は、視床下部腹内側核のグルコース感受性神経選択的にRFPが発現するマウスを作成し、通常食または脂肪含量の高い高脂肪食で飼育した後、ラベルされた単一細胞を用いてRNAシークエンスを行うことで、最も発現量が変化し、ミトコンドリアの形態・機能に関わる分子を見つけ出すことを予定していた。
上述の通り、グルコース感受性神経のラベル条件の確定に時間を要している。しかし、単一細胞からのRNAの分離など、その他に必要な実験方法は全て立ち上げ終わったので、ラベル条件が決まり次第、速やかにRNA sequenceの結果が得られると予想している。さらに、マウス視床下部へのアデノ随伴ウイル投与法やグルコースクランプ法などの糖代謝測定法の立ち上げも終えることができたため、今後の研究は予定よりも早く進展すると思われる。
従って、現状では少し遅れているが、最終年度までには予定した研究内容を終えることが出来ると予想する。
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| Strategy for Future Research Activity |
グルコース感受性神経をラベルした後、通常食または高脂肪食で飼育し、マウスを肥満させる。これらのマウスの視床下部を処理し、単一のグルコース感受性神経を採取して、single cell RNA sequenceを行う。この結果を解析し、ミトコンドリアの機能および形態変化に関わるターゲット分子を見つけ出す。その後、ターゲット分子に対するshRNAをCre依存的に発現するアデノ随伴ウイルスを受託で作成し、マウスの視床下部に投与する。グルコース感受性神経にのみshRNAを発現した後、高脂肪食で飼育する。この時の体重・食欲・血糖値の変化などを測定し、ターゲット分子の抑制が食事誘導性肥満および糖尿病を改善するかを明らかにする。
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Research Products
(8 results)
