行動する動機(＝意欲)の形成・維持機構の解明と食品によるその調節の可能性

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18H02156
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 井上 和生 京都大学, 農学研究科, 教授 (80213148)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 動機 / 疲労 / 自発行動 / 自発運動

Outline of Annual Research Achievements

行動する動機を調節する機構の解明
エンドルフィンを産生する神経(POMC神経)にチャネルロドプシン、もしくはハロロドプシンを発現するマウスを得た。光ケーブルを使わず、無線による信号でLEDを発光させ、チャネルロドプシンを活性化させるシステムを導入した。マウスが回転かごに接近、回転かごへ進入、さらに回転かごで走行する速度の増大に応じて刺激頻度を増大させるようプログラムした測定系を開発した。この2システムを組合せ、自発走行すれば脳報酬系がより強く活性化する実験系を確立した。これによりPOMC神経を光によって特異的に興奮させるとマウスの自発運動量が増加することを明らかとした。
3. 行動する動機を高める食品の開発
カフェイン投与が持久走行量や自発行動量を増すことを示してきたが、ラット腹腔内投与したカフェインは、当然ながら未投与ラット血清に比して有意な増大を示した。また血中カフェインは、脳内にも移行し、脳脊髄液中濃度は血中濃度の92%程度であることを明らかにした。
4. 抗疲労・疲労回復機能を持つ食品の開発
[カフェイン＋カテキン (EGCC)]単回投与による濃度と投与方法の検討：15 mg/kg BWのカフェイン溶液の皮下投与、および5 mg/kg BWのEGCG溶液の経口投与をそれぞれ行った際に、マウスの限界走行時間の向上が見られた。長期投与と走行トレーニングによる効果：カフェインとEGCGの共投与に走行トレーニングを課すことで、走行トレーニングを行っていない群に比べて持久運動能力の向上が見られた。またカフェインとEGCGの共投与に走行トレーニングを課した群において、各種骨格筋重量の増加、各種脂肪重量の減少が見られた。さらにカフェインとEGCGの共投与をした群は走行トレーニングの有無にかかわらず、限界走行終了間際まで脂質をエネルギー源として利用しているのが見られた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

1. 行動する動機(＝意欲)と疲労度を測定する方法の最適化：2019年度は実験担当者を確保できず、ICSS実験を行えなかった。
2. 行動する動機を調節する機構の解明：予定通り進捗している。
3. 行動する動機を高める食品の開発：予定通り進捗している。
4. 抗疲労・疲労回復機能を持つ食品の開発：予定通り進捗している。

Strategy for Future Research Activity

1. 行動する動機(＝意欲)と疲労度を測定する方法の最適化：2019年度は実験担当者を確保できずCSS実験を行えなかった。設備の移動と稼働について確認できているため、2020年度計画を実行する予定である。
2. 行動する動機を調節する機構の解明：前年度確立した実験系に則り、チャネルロドプシンを発現するマウスを用いた例数を増して仮説の確証を行う。ハロロドプシンを発現したマウスを用い、報酬系の抑制が自発運動を抑制することを検証する。
3. 行動する動機を高める食品の開発：トレッドミル走行を用いた運動意欲の測定に加えて、自発回転かごを用いた自発的な運動意欲の測定系を用い、強制性のない行動で意欲の測定を行う系の検証を行う。
4. 抗疲労・疲労回復機能を持つ食品の開発：食品やハーブの香気成分が運動時の抗疲労・疲労回復様作用をもつことを検討する。