Elucidation of cellular and molecular mechanisms in the disruption of vagal afferent system causing dysregulated eating behaviors

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K11499
• Research Institution: Shigakkan University
• Principal Investigator: 十枝内 厚次 至学館大学, 健康科学部, 教授 (80381101)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 消化管 / 迷走神経 / 食欲 / 炎症 / 視床下部

Outline of Annual Research Achievements

本研究は高脂肪食摂取によって細胞で起こる特異的な生体反応を明らかにしていく過程で、迷走神経求心路を基軸とした食行動の破綻の解明を行っていくものであり、現在、昨年度中に単離し消化管の小腸のCriptから数回の継代可能な幹細胞の採取に成功したためその分化誘導を行っている。しかしCript細胞の等分裂は進むものの、分化が進まない状況を改善できなかった。分化マーカーであるklf4、SOX9、NeuroD、Hes1などの上昇は不十分のままのため、Criptから複数回分化し、消化管上皮を構成する細胞群を形成するに至らない状況に変化はなかった。今後は並行して、消化管のの分化をそれぞれ独自に行い、共培養をする実験を行う準備を始めている。一方、迷走神経は成熟細胞を単離し、神経線維を成長させることは問題なく可能な状況にあるが、実験に必要な5,000個から10,000個の細胞を成長させるには１度の解析でマウス20頭ほど必要な状態であり、神経線維成長がやや難しいラットへの移行も並行して実施した。しかしながらラットの単離迷走神経の初代培養の確立はできなかった。そのため、マウスで実施することが必要であるとの結論を得た。消化管の初代培養方法を確立させ、マウス由来の多くの迷走神経培養を行って、実験を実施して本研究の結論を得る予定である。
GFPの導入を行い、パラビオーシス技術の確立を行っている。現在、GFPの繁殖を行っており、必要な個体数を確保しつつ、順次手術を行っているところである。現在、GFP由来マクロファージが野生型マウスの体内で確認できるか検討中である。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

COVID19による制限も緩和され、少しずつ研究できる環境が整ってきた。一方で、現在兼任している健康科学研究所の所長としての研究所業務が拡大した。研究所の次年度以降の方針も確定できたことから令和5年度には本来のエフォートが確保できる予定である。

Strategy for Future Research Activity

実質2年半、COVID19およびポストCOVID19の対応のため十分なエフォートが裂けない状況であったが、認めららた延長期間に、現在、確立を目指している消化管オルガノイドと迷走神経の共培養系を確立し、炎症の原因が消化管への脂質の過剰摂取であるのかを確定する予定である。可能であれば消化管からの何のシグナルが迷走神経の炎症反応を誘導するのかを同定したい。またGFPパラビオーシス実験において、迷走神経節内の炎症層形成のメカニズムがこれまで見つかっていない常在型マクロファージなのか、骨髄由来マクロファージなのかを決定していく予定である。

Causes of Carryover

令和4年度は、令和5年度に向けてポストCOVID19の中で申請者が所属する研究所の研究体制改善業務のため、十分な研究期間を確保することができなかった。令和5年度は予定通りのエフォートが確保できる予定であり、本来実施予定であった研究を確定した予算通り実施する予定である。