Elucidating how homeostasis is maintained through nutrition-based appetite

• Project/Area Number: 20H00412
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 38:Agricultural chemistry and related fields
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 佐々木 努 京都大学, 農学研究科, 教授 (50466687)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥45,760,000 (Direct Cost: ¥35,200,000、Indirect Cost: ¥10,560,000); Fiscal Year 2023: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000); Fiscal Year 2022: ¥9,230,000 (Direct Cost: ¥7,100,000、Indirect Cost: ¥2,130,000); Fiscal Year 2021: ¥9,230,000 (Direct Cost: ¥7,100,000、Indirect Cost: ¥2,130,000); Fiscal Year 2020: ¥19,370,000 (Direct Cost: ¥14,900,000、Indirect Cost: ¥4,470,000)
• Keywords: 栄養代謝シグナル / 栄養 / シグナル / 臓器連関 / 生体恒常性 / 食欲 / 代謝 / FGF21 / オキシトシン / Acadm / グルカゴン / 代謝性シグナル / 栄養代謝 / マクロ栄養素 / 嗜好性 / 視床下部 / 脳

Outline of Research at the Start

本研究では、「三大栄養素の各成分に対する食欲が存在し、各成分の欠乏・摂取を脳に伝えて食欲を調節するネガティブ・フィードバック機構を担う分子実体は何か？」という学術的な問いに対して、生体恒常性の維持に対する影響が大きい三大栄養素に焦点を絞り、三大栄養素の各成分に対して特異的に変動するホルモン（臓器連関シグナル）に着目して、各栄養素の成分に対する食欲を調節するしくみを、おもに遺伝子組換えマウスを用いて解明する。

Outline of Annual Research Achievements

糖分に対する食欲を調節する生体メカニズムとして、FGF21-オキシトシン（OXT）系があることを明らかにしてきたが、FGF21誘導剤により、糖に対する嗜好性が抑制できることを明らかにした。この作用は、OXT神経特異的FGF21受容体欠損マウスでは消失したため、FGF21誘導剤の糖分の摂取抑制効果については、FGF21-OXT系を介した作用であることを明らかにした。また、既に同定していたFGF21誘導性の食品成分に加えて、より強力な低分子化合物を探索・同定した。
タンパク質に対する食欲については、低タンパク質状態におけるFGF21によるタンパク質の摂取促進効果を担うFgf21遺伝子の転写制御機構をおおむね解明することができた。アミノサンバランスを調節するGCN2を肝臓特異的に欠損させたマウスの解析も進め、特定の必須アミノ酸に対してより強く反応する機序の解明に取り組んだ。
脂質に対する食欲については、中鎖脂肪酸を肝臓においてのみ代謝できない遺伝子組換えマウス（肝臓特異的中鎖脂肪酸アシルCoAデヒドロゲナーゼ欠損マウス）において、中鎖脂肪酸に対する嗜好性が低下することを確認した。溶液のなめ行動の解析を通して、肝臓のβ酸化が、中鎖脂肪酸トリグリセリドのおいしさではなく、中鎖脂肪酸トリグリセリドに特異的な食欲（摂取欲求）を制御することを明らかにした。また、同現象を担うと推察される生理活性物質の候補分子を同定した。その機能解析を行い、同物質を投与することによって中鎖脂肪酸トリグリセリド溶液の摂取行動が変化することを確認した。
かつおだしには、脂質に対する感受性を詳説する因子が含まれており、授乳期に摂取することで子マウスの生体時の油溶液に対する反応性が変わり、特に低濃度の油溶液に対する感受性が高まり、低濃度でも十分に満足するようになることを見出した。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] 食行動を調節する栄養・代謝シグナル (2021)
  • Author(s): 松居翔、佐々木努
  • Journal Title: 循環器内科 Volume: 90(3) Pages: 326-331
  • NAID: 40022697753
• [Journal Article] 食欲・食行動の分子・神経基盤研究について (2021)
  • Author(s): 伏見駿亮、佐々木努
  • Journal Title: ソフト・ドリンク技術資料 Volume: 193(1) Pages: 21-44
• [Presentation] Physiological FGF21-oxytocin negative feedback regulates voluntary intake of alcohol and simple sugars in mice (2023)
  • Author(s): Sho Matsui, Yuma Takahashi, Shuhei Morioka, Yasuo Oguri, Satoshi Tsuzuki, Tsutomu Sasaki
  • Organizer: Cell Symposia: Neurometabolism in health and disease
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 低タンパク質食の摂取に伴う血中FGF21濃度及びタンパク質の摂取欲求の変化を調節する機構の解明 (2023)
  • Author(s): 塚本 麻衣, 河内 花菜子, 松居 翔, 小栗 靖生, 都築 巧, 佐々木 努
  • Organizer: 第77回日本栄養食糧学会大会
• [Presentation] Oxyotcin neuron in the paraventricular nucleus of the hypothalamus regulates FGF21- and SIRT1-based simple sugar preference in mice (2023)
  • Author(s): Sho Matsui, Yasuo Oguri, Satoshi Tsuzuki, Tsutomu Sasaki
  • Organizer: 第46回日本神経科学大会
• [Presentation] 肝臓における中鎖脂肪酸のβ酸化がMCT特異的な食欲を制御する (2023)
  • Author(s): 丸山世倫、松居翔、小林良祐、堀居拓郎、畑田出穂、佐々木努
  • Organizer: 第115回近畿生理学会談話会
• [Presentation] 脂肪肝モデルマウスの確立と希少糖の脂肪蓄積抑制効果の検証 (2023)
  • Author(s): 長縄詩織、松居翔、佐々木努
  • Organizer: 第28回日本フードファクター学会
• [Presentation] MAFLD予防法開発に向けた脂肪肝モデルマウスの確立と機能性食品成分の効果の検証 (2023)
  • Author(s): 長縄詩織、松居翔、小栗靖生、佐々木努
  • Organizer: 第44回日本肥満学会
• [Presentation] FGF21-Oxytocin系の肥満病態における意義の解析 (2023)
  • Author(s): 森基、松居翔、小栗靖生、佐々木努
  • Organizer: 第44回日本肥満学会
• [Presentation] タンパク質の摂取を調節する臓器連関システムの解明 (2023)
  • Author(s): 佐々木 努
  • Organizer: 第42回日本トリプトファン研究会
  • Invited
• [Presentation] 肝臓における中鎖脂肪酸のβ酸化がMCT特異的な食欲を制御する (2023)
  • Author(s): 丸山世倫、松居翔、小林良祐、堀居拓郎、畑田出穂、佐々木努
  • Organizer: 第46回日本分子生物学会年会
• [Presentation] MASLD予防法開発に向けた脂肪肝モデルマウスの作製 (2023)
  • Author(s): 長縄詩織、松居翔、小栗靖生、佐々木努
  • Organizer: 第27回アディポサイエンス・シンポジウム
• [Presentation] アミノ酸バランス検知システムによる食欲調節メカニズムの解明 (2023)
  • Author(s): 吉田健人、松居翔、塚本麻衣、淺原俊一郎、小栗靖生、都築巧、佐々木努
  • Organizer: 日本農芸化学会2024年度大会
• [Presentation] グルカゴンによるタンパク質の食欲調節メカニズムに関する研究 (2023)
  • Author(s): 〇山田真実、松居翔、中川裕子、藤谷与士夫、北村忠弘、佐々木努
  • Organizer: 日本農芸化学会関西支部 第524回講演会
• [Presentation] 肝臓特異的Acadm欠損マウスの食行動解析 (2023)
  • Author(s): 〇丸山世倫、松居翔、小林良祐、堀居拓郎、畑田出穂、佐々木努
  • Organizer: 日本生理学会第100回記念大会
• [Presentation] Rare Sugar Modulation on Hepatic FGF21 Expression Controls Weight Gain in C57BL/6 Mice Fed with High-Fat High-Sucrose Diet (HFHSD) (2023)
  • Author(s): 〇Efendi O.G.H.N.B, S.Matsui, Y. Oguri, S. Tsuzuki, T. Sasaki.
  • Organizer: 日本生理学会第100回記念大会
• [Presentation] アミノ酸バランス検知システムによる食欲調節メカニズムの解明 (2023)
  • Author(s): 〇吉田健人, 塚本 麻衣, 松居 翔, 淺原俊一郎, 小栗 靖生, 都築 巧, 佐々木 努
  • Organizer: 日本生理学会第100回記念大会
• [Presentation] 低タンパク質食の摂取に伴う血中FGF21濃度及びタンパク質の摂取欲求の変化を調節する機構の解明 (2023)
  • Author(s): 〇塚本 麻衣, 河内 花菜子, 松居 翔, 小栗 靖生, 都築 巧, 佐々木 努
  • Organizer: 日本生理学会第100回記念大会
• [Presentation] The exposure to dashi through the lactating mother alters appetite of offsprings for oil during their adulthood. (2022)
  • Author(s): 〇Shunsuke Fushimi、Tsutomu Sasaki
  • Organizer: Neuro2022
• [Presentation] The exposure to dashi through the lactating mother alters appetite of offsprings for oil during their adulthood (2022)
  • Author(s): 〇Shunsuke Fushimi、Tsutomu Sasaki
  • Organizer: 8th Asian Congress of Dietetics (ACD2022)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Elucidating Eating Behavior for Developing Mechanism-based Effective Interventions (2022)
  • Author(s): O Tsutomu Sasaki
  • Organizer: 8th Asian Congress of Dietetics (ACD2022)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 肝臓特異的Acadm欠損マウスの食行動解析 (2022)
  • Author(s): 〇丸山世倫、松居翔、小林良祐、堀居拓郎、畑田出穂、佐々木努
  • Organizer: 第61回日本栄養・食糧学会近畿支部大会
• [Presentation] 低タンパク質食の摂取に伴う血中FGF21濃度及びタンパク質の摂取欲求の変化を調節する機構の解明 (2022)
  • Author(s): 〇塚本 麻衣, 河内 花菜子, 松居 翔, 小栗 靖生, 都築 巧, 佐々木 努
  • Organizer: 第16回 日本アミノ酸学会学術大会
• [Presentation] アミノ酸バランス検知システムによる食欲調節メカニズムの解明 (2022)
  • Author(s): 〇吉田健人, 塚本 麻衣, 松居 翔, 小栗 靖生, 都築 巧, 佐々木 努
  • Organizer: 第16回 日本アミノ酸学会学術大会
• [Presentation] 肝臓特異的Acadm欠損マウスの食行動解析 (2022)
  • Author(s): 〇丸山世倫、松居翔、小林良祐、堀居拓郎、畑田出穂、佐々木努
  • Organizer: 第114回近畿生理学談話会
• [Presentation] アミノ酸バランス検知システムによる食欲調節メカニズムの解明 (2022)
  • Author(s): 〇吉田健人, 塚本 麻衣, 松居 翔, 淺原俊一郎, 小栗 靖生, 都築 巧, 佐々木 努
  • Organizer: 第114回近畿生理学談話会
• [Presentation] Rare Sugar Modulation on Hepatic FGF21 Expression Controls Weight Gain in C57BL/6 Mice Fed with High-Fat High-Sucrose Diet (HFHSD) (2022)
  • Author(s): 〇Efendi O.G.H.N.B, S.Matsui, Y. Oguri, S. Tsuzuki, T. Sasaki.
  • Organizer: 第114回近畿生理学談話会
• [Presentation] Rare Sugar Modulation on Hepatic FGF21 Expression Controls Weight Gain in C57BL/6 Mice Fed with High-Fat High-Sucrose Diet (HFHSD) (2022)
  • Author(s): 〇Efendi O.G.H.N.B, S.Matsui, Y. Oguri, S. Tsuzuki, T. Sasaki.
  • Organizer: 第45回日本分子生物学会年会
• [Presentation] Elucidation of biological signals controlling desire for carbohydrates (2022)
  • Author(s): 〇松居 翔、井上 可南子、岩間 大貴、Oulan Efendi、小栗 靖生、都築 巧、佐々木 努
  • Organizer: 第45回日本分子生物学会年会
• [Presentation] 糖尿病・肥満におけるFGF21-オキシトシン系の役割の解明 (2022)
  • Author(s): 井上可南子、松居翔、小栗靖生、都築巧、佐々木努
  • Organizer: 日本農芸化学会関西支部例会第519回講演会
• [Presentation] 糖質欲求を制御する生体シグナルの解明 (2022)
  • Author(s): 松居翔、井上可南子、岡和來、岩間大貴、Oulan Efendi、小栗靖生、都築巧、佐々木努
  • Organizer: 第42回日本肥満学会・第39回日本肥満症治療学会学術集会
  • Invited
• [Presentation] グルカゴンがタンパク質嗜好性に及ぼす影響 (2021)
  • Author(s): 松居 翔、中川 祐子、藤谷 与士夫、北村 忠弘、佐々木 努
  • Organizer: 第94回日本内分泌学会学術総会
• [Presentation] 栄養シグナルが飲食欲求を調節する生体メカニズム (2021)
  • Author(s): 佐々木努
  • Organizer: 第8回日本時間栄養学会
  • Invited
• [Presentation] 糖分に対する食欲を調節する生体メカニズム (2021)
  • Author(s): 佐々木努
  • Organizer: 日本農芸化学会3支部合同大会シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] 飲食欲求の調節メカニズム (2021)
  • Author(s): 佐々木努
  • Organizer: 日本フードファクター学会2021年度大会
  • Invited
• [Presentation] 食行動を調節する栄養シグナルの解明 (2021)
  • Author(s): 佐々木努
  • Organizer: 第41回日本肥満学会・第38回日本肥満症治療学会
  • Invited
• [Presentation] 低タンパク質食摂取に伴う血中FGF21濃度変動によるタンパク質嗜好性の調節 (2020)
  • Author(s): 河内花菜子、松居翔、都築巧、佐々木努
  • Organizer: 第59回日本栄養・食糧学会近畿支部大会
• [Presentation] グルカゴンがタンパク質嗜好性に及ぼす影響 (2020)
  • Author(s): 松居翔、中川祐子、藤谷与士夫、北村忠弘、佐々木努
  • Organizer: 第14回日本アミノ酸学会
• [Presentation] 代謝性シグナルによる食欲調節 (2020)
  • Author(s): 佐々木努
  • Organizer: 第6回日本農芸化学会関西支部 産官学連携シンポジウム
  • Invited
• [Book] もっとよくわかる！食と栄養のサイエンス (2021)
  • Author(s): 佐々木 努（編）
  • Total Pages: 213
  • Publisher: 羊土社
  • ISBN: 9784758122092