Neural mechanisms underlying salty taste in the tongue and brain

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20H04111
• Research Institution: Kyoto Prefectural University of Medicine
• Principal Investigator: 野村 憲吾 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (10734519)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 塩味

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、末梢塩味細胞の同定と機能解析およびその知見を基にした『光を用いて塩味を創出するマウス』の開発をおこなった。末梢塩味細胞の同定に関しては、最近の我々の研究により、ナトリウム味の情報伝達メカニズムが詳細に解明された。すなわち、ナトリウムの美味しい味を担う味蕾細胞（Na細胞）を同定し、その細胞内情報伝達メカニズム、求心性味神経への神経伝達メカニズムを報告した。具体的には、食品中のナトリウムはENaCを介して細胞内に流入することで活動電位を発生させ、電位依存性の神経伝達物質（ATP）放出チャネルであるCALHM1/3チャネルの活性化を引き起こし、最終的にATP受容体P2X2/3陽性の求心性
味神経を興奮させることで、美味しい塩味を生み出していることを明らかにした。実際、CALHM3の欠損マウスではNaClを好む行動応答が消失していた（Nomura Ket al., Neuron, 2020、右図2）。『光を用いて塩味を創出するマウス』では、当初予定していた遺伝子型では光塩味が創出できなかったため、作出プランの変更を余儀なくされ、それにともなって研究計画の修正と予算計画の修正が生じた。作成したマウスにおいて、行動解析実験をおこない、光を塩味と誤認していると推測できる表現型が生じているか検証をおこなった。加えて、『塩味を担う神経回路の探索』もおこなった。神経活動を光で操作する遺伝子ツールを用いて脳内の特定の神経細胞を選択的・可逆的に抑制し、塩味に応答してその摂取行動を担う脳領域およびその領域からの情報伝達経路の探索をおこなった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

『光を用いて塩味を創出するマウス』では、当初予定していた遺伝子型では光塩味が創出できなかったため、作出プランの変更を余儀なくされ、それにともなって研究計画の修正と予算計画の修正が生じたが、当初2021年度におこなう予定であった内容の一部を前倒しして実施したため、総合的に見て研究の遅延は発生していない。作出プランの変更は成功していると考えられ、また、『塩味を担う神経回路の探索』からも候補脳領域・および候補の神経回路の絞り込みが進んでいる。このため計画はおおむね順調に進展していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

今後は、『光を用いて塩味を創出するマウス』の詳細な行動解析、およびこのマウスを用いて脳内でナトリウムの味情報を伝達する神経機構の解析を進めていく。