脳室上衣細胞のエネルギーセンシングメカニズムと摂食及び生殖の制御

• 研究課題/領域番号: 14360177
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 基礎獣医学・基礎畜産学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 前多 敬一郎 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 教授 (30181580)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 14,000千円 (直接経費: 14,000千円); 2005年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円); 2004年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円); 2003年度: 4,100千円 (直接経費: 4,100千円); 2002年度: 5,300千円 (直接経費: 5,300千円)
• キーワード: 上位細胞 / グルコキナーゼ / グルコース / 摂食 / ケトン体 / ラット / エネルギーセンシング / 糖尿病 / 上衣細胞 / 性腺刺激ホルモン / グルコースセンシング / ATP / ATP受容体 / カテコールアミンニューロン / 脂肪酸

研究概要

本研究では、延髄付近の上衣細胞が、エネルギーレベルを包括的に感知し、摂食や生殖を制御するという仮説を証明することを目的として、いくつかの実験を行った。
1.脳内各領域におけるグルコキナーゼの同定
上衣細胞やセロトニンニューロン、視床下部におけるグルコキナーゼについて、クローニングを行い、膵臓型の一つであるB1が脳の中では優位を占めることを明らかにした。また転写開始点についても膵臓に類似していることを示した。さらに血糖値により上衣細胞のグルコキナーゼ発現だけが負の制御を受けていることを発見し、血糖感知機構との関連を示唆した。
2.ケトン体の上衣細胞における感知機構
ケトン体が第4脳室を裏打ちする上衣細胞によって感知されるか否かを確かめるため、in vitroにおいて、細胞内カルシウムの変化を指標として実験を行った。細胞培養液内へのケトン体の添加が、上衣細胞における細胞内カルシウムを上昇させたことから、上衣細胞は、直接ケトン体濃度を感知する可能性が高いと考えられた。さらに、ケトン体の血中濃度が高いことで知られる糖尿病ラットをモデルとして用い、ケトン体が第4脳室周囲のケトン体トランスポーターを介してカルシウム濃度を感知しているのかどうかを検討するため、ケトン体のトランスポーターの阻害剤を第4脳室に投与したところ、糖尿病ラットのおける過食を阻害することが明らかとなった。以上のことから、第4脳室周囲のMCT-1がケトン体の感知に中心的な役割を果たすことが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Long-Day Suppressed Expression of Type 2 Deiodinase Gene in the Mediobasal Hypothalamus of the Saanen Goat, a Short-Day Breeder : Implication for Seasonal Window of Thyroid Hormone Action on Reproductive Neuroendocrine Axis. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yasuo, S.
  • 雑誌名: Endocrinology 147・1 ページ: 432-440
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Role of Noradrenergic Receptors in the Bed Nucleus of the Stria Terminalis in Regulating Pulsatile Leteinizing Hormone Secretion in Female Rats. Journal of Reproduction and Development. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yamada, S.
  • 雑誌名: Journal of Reproduction and Development 52 ページ: 115-121
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Anti-diabetic potentials of Momordica charantia and Andrographis paniculata and their effects on estrous cyclicity of alloxan-induced diabetic rats. (2006)
  • 著者名/発表者名: B.A.S.Reyes
  • 雑誌名: Journal of Ethnopharmacology 105 ページ: 196-200
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Long-Day Suppressed Expression of Type 2 Deiodinase Gene in the Mediobasal Hypothalamus of the Saanen Goat, a Short-Day Breeder : Implication for Seasonal Window of Thyroid Hormone Action on Reproductive Neuroendocrine Axis. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yasuo, S.
  • 雑誌名: Endocrinology. 147・1 ページ: 432-440
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Role of Noradrenergic Receptors in the Bed Nucleus of the Stria Terminalis in Regulating Pulsatile Leteinizing Hormone Secretion in Female Rats. Journal of Reproduction and Development. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yamada, S.
  • 雑誌名: Journal of Reproduction and Development. 52 ページ: 115-121
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Anti-diabetic potentials of Momordica charantia and Andrographis paniculata and their effects on estrous cyclicity of alloxan-induced diabetic rats. (2006)
  • 著者名/発表者名: B.A.S.Reyes.
  • 雑誌名: Journal of Ethnopharmacology. 105 ページ: 196-200
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Long-Day Suppressed Expression of Type 2 Deiodinase Gene in the Mediobasal Hypothalamus of the Saanen Goat, a Short-Day Breeder : Implication for Seasonal Window of Thyroid Hormone Action on Reproductive Neuroendocrine Axis. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yasuo, S.
  • 雑誌名: Endocrinology 147(1) ページ: 432-440
• [雑誌論文] Role of Noradrenergic Receptors in the Bed Nucleus of the Stria Terminalis in Regulating Pulsatile Leteinizing Hormone Secretion in Female Rats. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yamada, S.
  • 雑誌名: Journal of Reproduction and Development 52 ページ: 115-121
• [雑誌論文] Activation of melanocortin receptors accelerates the gonadotropin-releasing hormone pulse generator activity in goats. (2005)
  • 著者名/発表者名: Matsuyama, S.
  • 雑誌名: Neuroscience Letters 383 ページ: 289-294
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Involvement of Central Metastin in the Regulation of Preovulatory Luteinizing Hormone Surge and Estrous Cyclicity in Female Rats. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita, M.
  • 雑誌名: Endocrinology 146・10 ページ: 4431-4436
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Activation of melanocortin receptors accelerates the gonadotropin-releasing hormone pulse generator activity in goats. (2005)
  • 著者名/発表者名: Matsuyama, S.
  • 雑誌名: Neuroscience Letters. 383 ページ: 289-294
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Involvement of Central Metastin in the Regulation of Preovulatory Luteinizing Hormone Surge and Estrous Cyclicity in Female Rats. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita, M.
  • 雑誌名: Endocrinology. 146・10 ページ: 4431-4436
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Involvement of Central Metastin in the Regulation of Preovulatory Luteinizing Hormone Surge and Estrous Cyclicity in Female Rats. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita, M.
  • 雑誌名: Endocrinology 146(10) ページ: 4431-4436
• [雑誌論文] Involvement of brainstem catecholaminergic inputs to the hypothalamic paraventricular nucleus in estrogen receptorα expression in this nucleus during different stress conditions in female rats. (2004)
  • 著者名/発表者名: Estacio, M., A., C.
  • 雑誌名: Endocrinology 145 ページ: 4917-4926
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Fourth ventricular alloxan injection suppresses pulsatile luteinizing hormone release in female rats. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita, M.
  • 雑誌名: Journal of Reproduction and Development 50 ページ: 279-285
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Prominent expression of spinocerebellar ataxia type-1 (SCA1) gene encoding ataxin-1 in LH-producing cells, LbetaT2. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ogawa, S.
  • 雑誌名: Journal of Reproduction and Development 50・5 ページ: 557-563
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] In vitro increase in intracellular calcium concentrations induced by low or high extracellular glucose levels in ependymocytes and serotonergic neurons of the rat lower brainstem. (2004)
  • 著者名/発表者名: Moriyama.R.
  • 雑誌名: Endocrinology 145 ページ: 2507-2515
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Simultaneous Observation of the GnRH Pulse Generator Activity and Plasma Concentrations of Metabolites and Insulin during Fasting and Subsequent Refeeding Periods in Shiba Goats. (2004)
  • 著者名/発表者名: Matsuyama, S.
  • 雑誌名: Journal of Reproduction and Development 50・6 ページ: 697-704
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Involvement of brainstem catecholaminergic inputs to the hypothalamic paraventricular nucleus in estrogen receptor α expression in this nucleus during different stress conditions in female rats. (2004)
  • 著者名/発表者名: Estacio, M., A., C.
  • 雑誌名: Endocrinology. 145 ページ: 4917-4926
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Fourth ventricular alloxan injection suppresses pulsatile luteinizing hormone release in female rats. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita, M.
  • 雑誌名: Journal of Reproduction and Development. 50 ページ: 279-285
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Prominent expression of spinocerebellar ataxia type-1 (SCA1) gene encoding ataxin-1 in LH-producing cells, LbetaT2. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ogawa, S.
  • 雑誌名: Journal of Reproduction and Development. 50・5 ページ: 557-563
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] In vitro increase in intracellular calcium concentrations induced by low or high extracellular glucose levels in ependymocytes and serotonergic neurons of the rat lower brainstem. (2004)
  • 著者名/発表者名: Moriyama. R.
  • 雑誌名: Endocrinology. 145 ページ: 2507-2515
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Simultaneous Observation of the GnRH Pulse Generator Activity and Plasma Concentrations of Metabolites and Insulin during Fasting and Subsequent Refeeding Periods in Shiba Goats. (2004)
  • 著者名/発表者名: Matsuyama, S.
  • 雑誌名: Journal of Reproduction and Development. 50・6 ページ: 697-704
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] In vitro increase in intracellular calcium concentrations induced by low or high extracellular glucose levels in ependymocytes and serotonergic neurons of the rat lower brainstem (2004)
  • 著者名/発表者名: Moriyama, R.
  • 雑誌名: Endocrinology 145 ページ: 2507-2515
• [雑誌論文] Fourth ventricular alloxan injection suppresses pulsatile luteinizing hormone release in female rats. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita, M.
  • 雑誌名: Journal of Reproduction and Development 50(in press) ページ: 279-285
• [雑誌論文] Involvement of brainstem catecholaminergic inputs to the hypothalamic paraventricular nucleus in estrogen receptor α expression in this nucleus during different stress conditions in female rats. (2004)
  • 著者名/発表者名: Estacio, MAC
  • 雑誌名: Endocrinology 145 ページ: 4917-4926
• [雑誌論文] Lactation-associated infertility in Japanese Monkeys (Macaca fuscata) during the breeding season. (2004)
  • 著者名/発表者名: Matsuyama, S
  • 雑誌名: Journal of Reproduction and Development 22 ページ: 697-704
• [雑誌論文] Prominent expression of spinocerebellar ataxia type-1 (SCA1) gene encoding ataxin-1 in LH-producing cells, LbetaT2. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ogawa, S.
  • 雑誌名: Journal of Reproduction and Development 145 ページ: 557-563
• [雑誌論文] A rat model for the energetic regulation of gonadotropin secretion : Role of the glucose-sensing mechanism in the brain. (2003)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita, M.
  • 雑誌名: Domestic Animal Endocrinology 25 ページ: 109-120
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Lactation-associated infertility in Japanese Monkeys (Macaca fuscata) during the breeding season. (2003)
  • 著者名/発表者名: Kondo, J.
  • 雑誌名: Zoo Biology 22 ページ: 65-76
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Glucoprivation-induced Fos expression in the hypothalamus and medulla oblongata in female rats. (2003)
  • 著者名/発表者名: Moriyama, R.
  • 雑誌名: Journal of Reproduction and Development 49 ページ: 151-157
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Exposure to 1-bromopropane causes ovarian dysfunction in rats. (2003)
  • 著者名/発表者名: Yamada, T.
  • 雑誌名: Toxicological Sciences 71 ページ: 96-103
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A rat model for the energetic regulation of gonadotropin secretion : Role of the glucose-sensing mechanism in the brain. (2003)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita, M.
  • 雑誌名: Domestic Animal Endocrinology. 25 ページ: 109-120
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Lactation-associated infertility in Japanese Monkeys (Macaca fuscata) during the breeding season. (2003)
  • 著者名/発表者名: Kondo, J.
  • 雑誌名: Zoo Biology. 22 ページ: 65-76
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Glucoprivation-induced Fos expression in the hypothalamus and medulla oblongata in female rats. (2003)
  • 著者名/発表者名: Moriyama, R.
  • 雑誌名: Journal of Reproduction and Development. 49 ページ: 151-157
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [図書] 脳の性分化 (2005)
  • 著者名/発表者名: 前多敬一郎, 束村博子
  • 総ページ数: 431
  • 出版者: 裳華房
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] Sexual differentiation of the brain (2005)
  • 著者名/発表者名: Maeda, K.-I, Tsukamura, H.
  • 総ページ数: 431
  • 出版者: Shokabo
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [図書] ストレス反応、成長ホルモン・プロラクチン分泌の性差 (2005)
  • 著者名/発表者名: 前多 敬一郎
  • 総ページ数: 431
  • 出版者: 裳華房
• [図書] 脳の性分化 (2005)
  • 著者名/発表者名: 前多敬一郎
  • 出版者: 講談社(印刷中)
• [図書] ブルーバックス「生命をあやつるホルモン」 (2003)
  • 著者名/発表者名: 前多敬一郎 他
  • 総ページ数: 238
  • 出版者: 講談社
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] Hormone, a essential factor for the life. (2003)
  • 著者名/発表者名: Maeda, K.-I.
  • 総ページ数: 238
  • 出版者: Kodansha
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Moriyama, R.: "Glucoprivation-induced Fos expression in the hypothalamus and medulla oblongata in female rats."Journal of Reproduction and Development. 49. 151-157 (2003)
• [文献書誌] Kinoshita, M.: "A rat model for the energetic regulation of gonadotropin secretion : Role of the glucose-sensing mechanism in the brain."Domestic Animal Endocrinology. 22. 65-76 (2003)
• [文献書誌] Kondo, J.: "Lactation-associated infertility in Japanese Monkeys (Macaca fuscata) during the breeding season."Zoo Biology. 22. 65-76 (2003)
• [文献書誌] Moriyama, R.: "In vitro increase in intracellular calcium concentrations induced by low or high extracellular glucose levels in ependymocytes and serotonergic neurons of the rat lower brainstem."Endocrinology. 145(in press). (2004)
• [文献書誌] Kinoshita, M.: "Fourth ventricular alloxan injection suppresses pulsatile luteinizing hormone release in female rats."Journal of Reproduction and Development. 50(in press). (2004)
• [文献書誌] 前多敬一郎: "ブルーバックス「生命をあやつるホルモン」"講談社. 238 (2003)
• [文献書誌] Moriyama, R.: "Glucoprivation-induced Fos expression in the hypothalamus and medulla oblongata in female rats"Journal of Reproduction and Development. (in press). (2003)
• [文献書誌] Maekawa, F.: "Prevention of inhibitory effect of dorsal raphe nucleusions on ovulation and LH surge by 5-HT2A/2C receptor aginists in female rats"Neuroscience Research. 35. 291-298 (2002)
• [文献書誌] 前多敬一郎: "ブルーバックス「生命を操るホルモン」"講談社. 238 (2003)