2021 Fiscal Year Research-status Report
Involvement of the olfactory tubercle in homeostatic regulation of feeding behavior
| Project/Area Number |
21K06440
|
|---|
| Research Institution | University of Fukui |
|---|
Principal Investigator |
村田 航志 福井大学, 学術研究院医学系部門, 助教 (10631913)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
眞部 寛之 同志社大学, 研究開発推進機構, 准教授 (80511386)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | 神経科学 / 嗅結節 / 摂食行動 / 内分泌 / 摂食関連ホルモン / ホメオスタシス |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
どんなにおいしそうな匂いでも、お腹がいっぱいになると不快に感じることがある。空腹・満腹に応じて嗅覚の情動体験は変化するが、その神経メカニズムはよくわかっていない。近年の研究で、ドーパミン神経系の一部である嗅結節（olfactory tubercle）には機能ドメインが存在し、特定のドメインが匂いの誘引性および忌避性の形成に関わることが示唆された。本研究では① 嗅結節機能ドメインが摂食行動の制御に関わるか、② 機能ドメインの食べ物の匂いへの応答性が空腹-満腹間でホメオスタティックに調整を受けるか、③ 受けるとしたらどのような分子メカニズムによるかを明らかにする。オプトジェネティクスで嗅結節を領域かつ細胞種特異的に操作し、摂食行動の変化を評価する。細胞外ユニット活動記録で嗅結節ドメインの匂いの応答性を測定し、空腹・満腹状態と摂食関連ホルモンの影響を検討する。組織化学解析により、摂食関連ホルモン受容体を発現する嗅結節の神経細胞種を同定する。
本年度は当初の予定に沿って①と③に関する研究をまず実施した。①. DREADD（Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs）は特定の神経細胞集団を薬理遺伝学的に操作するシステムである。DREADDを用いて嗅結節の神経細胞群を操作することで、摂食量が変化する傾向がみられた。③. 摂食促進に作用するホルモンであるオレキシンの受容体に着目し、嗅結節における発現を調査した。DIG標識を用いた標準的なin situハイブリダイゼーション法によるオレキシン受容体mRNA検出では感度が不十分であり、嗅結節におけるオレキシン受容体発現の組織化学的な確認はできなかった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
①. DREADDシステムを用いた嗅結節機能ドメインの摂食行動への関与
マウス嗅結節では前内側部のドーパミン受容体D1発現ニューロンが、餌と関連付けた匂いに対して誘引行動を示すときに活性化する。同ニューロン群の摂食行動への関与をDREADDを用いて検証した。活性化型DREADDのhM3Dqをウイルスベクターの嗅結節への局所注入によって発現させ、リガンドであるDeschloroclozapine (DCZ)をマウスに投与し、摂食量に与える影響を評価した。今回の実験では、DREADD発現が嗅結節および周囲領域におよんだため、嗅結節単独の機能は評価できないが、同操作により摂食量が増加する傾向がみられた。
③. 嗅結節におけるオレキシン受容体mRNAの発現
qPCRを用いた先行研究より嗅結節には種々の摂食関連ホルモンの受容体の遺伝子が発現することが確認されている。組織学的に遺伝子発現を評価することで、各ホルモン受容体の遺伝子を発現する嗅結節の神経細胞種の同定が可能になる。今回オレキシン受容体2種の遺伝子Hcrtr1, Hcrtr2のmRNA検出をDIG標識によるin situハイブリダイゼーション法で試みた。しかしながら検出感度が不十分なため、嗅結節においては有意なシグナルは検出されなかった。
|
| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、嗅結節機能ドメインDREADD実験ならびに組織化学解析を実施する。DREADD発現を嗅結節に限局できるよう、iontophoresis によるウイルスベクターの注入を検討する。RNAscopeのような近年開発された高感度in situハイブリダイゼーション法を導入し、嗅結節における種々の摂食関連ホルモン受容体の発現を評価する。
|
| Causes of Carryover |
予備実験のために準備した生物材料および物品を用いて初年度の研究が実施できたため、次年度使用額が生じた。RNAscopeによるin situハイブリダイゼーションを導入するなど、研究を加速できるよう有効に使用する。
|
