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

2023 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 – 2025-03-31
• Keywords: 迷走神経 / 視床下部 / 高脂肪食 / パラビオーシス / GFPマウス

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。新たな方法として消化管にチュービングを行い、in vivoで検出する方法も同時に行う予定であり、万が一、オルガノイドが作製できなかったとしても、新たな方法を通じて迷走神経の炎症に繋がる責任物質の同定が可能になると思われる。本方法は、介在する腸内細菌などの影響も排除せず、生体の情報としてとらえることができることから、消化管から伝達される責任物質そのものを同定することは難しいが、食事と視床下部炎症の関係を見るには最適であり、本研究の目的の一部は達成可能になると思われる。
GFPの導入を行い、パラビオーシス技術の確立が成功し、レシピエントマウスの血中にGFP陽性細胞が観察された。パラビオーシス手術マウスに高脂肪食と普通食を負荷し、迷走神経節と視床下部をサンプリング済みであり、現在、GFP細胞の分布とその細胞学的特徴を免疫組織学的に検証している。特に迷走神経節内のマクロファージ様細胞が常在のものか骨髄由来かは重要な視点であり、GFP陽性細胞が含まれていない場合、重要な示唆を提示する。その場合、新たな研究として、GFP陰性マクロファージ様細胞の特徴を明確にするための免疫組織学的解析の準備をしている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly 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。2年半の遅れを取り戻すべく研究を推進している。一方で、オルガノイド作製などが思うように進んでいないことから、同等の研究成果を生み出すための新たな研究方法にも着手している。本年度中には、本来の目的である研究成果が出せるよう努力していきたい。

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、昨年度は、パラビオーシス手術の成功とサンプリングまで終了した。オルガノイド作製は継続しつつ、新たな消化管還流系を作製し迷走神経節の結果と、パラビオーシス実験の結果を融合させて、消化管から迷走神経への情報伝達と責任物質の検証、シグナル伝達の本質的役割について、一つの可能性を提示したいと思われる。

Causes of Carryover

本年度は、初年度に購入した機器と、すでに使用中の試薬等を使って、追加に必要な消耗品がなかった。本学では遺伝子組み換え動物の繁殖が困難であるため、GFPマウスを使用した実験は金沢大学との共同研究の中で、実験を行っており、金沢大学への出張旅費のみの申請に留まった。そのため追加の予算を必要としなかった。本年度は、新たに免疫組織学的な解析に必要な試薬が多数あることから、繰り越した予算を消化する予定である。