2023 Fiscal Year Annual Research Report
神経変性疾患における栄養素代謝異常のメカニズムの解明
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21K17674
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| Research Institution | National Institute for Physiological Sciences |
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Principal Investigator |
上原 優子 (寺島優子) 生理学研究所, 生体機能調節研究領域, NIPSリサーチフェロー (80570316)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | タンパク質代謝 / 視床下部 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【目的】 視床下部腹内側核 (VMH) のSF1発現ニューロン（VMH-SF1ニューロン）は骨格筋等においてインスリン感受性を高めて糖取込を促進する。本研究ではタンパク質代謝に及ぼすVMH-SF1ニューロンの調節作用をL-[14C(U)]-phenylalanine ([14C] Phe）トレーサー法、Hyperinsulinemic-euglycemic clamp法を用いて調べた。
【方法】 本実験では、VMHに発現するSF1ニューロンをDREADD法によって選択的に活性化または抑制した。人工的デザイナー受容体hm3Dq活性型と、hm4Di抑制型をアデノ随伴ウイルスを用いてVMHのSF1ニューロンにそれぞれ導入し、頸静脈カニュレーションを施した。その後、無麻酔のマウスに、DREADDシステムである選択的活性剤 (CNO) を腹腔内注射、続けて14Cでラベルしたフェニルアラニンを持続的に静脈内に投与した。またインスリンの効果を調べるため、一部のマウスには高インスリン-正常血糖クランプ法を行った。14C-Pheを投与して1時間後、組織を採取して、肝臓、骨格筋、心臓の蛋白質に取り込まれた14Cの放射線量から、末梢組織のタンパク質の合成量を算出した。
【結果】 マウスVMH-SF1ニューロンの活動をDREADD法によって選択的に抑制すると、骨格筋（白筋、赤筋）、心筋、肝臓において組織蛋白質への[14C] Pheの取込みが減少し、高インスリン血症によって [14C] Pheの取込みが一部の組織で回復した。これに対して、VMH-SF1ニューロンの活動を活性化しても組織蛋白質への[14C] Pheの取込みに効果は無かった。
【結論】 VMH-SF1ニューロンは骨格筋、心筋、肝臓においてタンパク質合成に恒常的に調節作用を及すと考えられる。
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