オキシトシン神経活動操作技術を用いたストレス神経回路機構の解析

• 研究課題/領域番号: 16H05128
• 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: 環境生理学(含体力医学・栄養生理学)
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 中村 和弘 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (00548521)
• 研究協力者: 中村 佳子 ; 片岡 直也 ; 福島 章紘
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円); 2018年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2017年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円); 2016年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
• キーワード: ストレス / オキシトシン / 光遺伝学 / 神経回路 / 心因性発熱 / 情動 / 血圧 / 交感神経 / 褐色脂肪組織 / 自律神経

研究成果の概要

本研究では、「愛情ホルモン」とも呼ばれる神経ペプチドであるオキシトシンが、脳の中でどのように作用し、体温調節やストレス反応などの自律生理機能に対してどのように影響を与えるのかについて解析を行った。視床下部のオキシトシン発現神経細胞群を選択的に光刺激する技術を用いるなどして実験を行った結果、視床下部の中でオキシトシンを発現する神経細胞群が交感神経調節ニューロンに作用し、褐色脂肪組織の熱産生を活性化するとともに脈拍を上昇させることがわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

「愛情ホルモン」とも呼ばれる神経ペプチドであるオキシトシンが、体温調節やストレス反応などを担う自律神経系に対してどのように作用するのかは不明な点が多い。本研究の結果は、視床下部のオキシトシン発現神経細胞群が交感神経を活性化し、ストレス反応を増強する可能性を提示した。つまり本研究は、オキシトシンに環境の様々なストレスに対処するための身体の準備を促す役割がある可能性を示し、その脳の仕組みの一端を明らかにした。医療応用されつつあるオキシトシンの生理作用を理解する上で有用な知見である。

研究成果

• [国際共同研究] Oregon Health & Science University(米国)
• [国際共同研究] Oregon Health & Science University(米国)
• [雑誌論文] Central Mechanisms for Thermoregulation (2019)
  • 著者名/発表者名: Morrison S.F.、Nakamura K.
  • 雑誌名: Annual Review of Physiology 巻: 81 号: 1 ページ: 285-308
  • DOI: 10.1146/annurev-physiol-020518-114546
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Involvement of TRPM2 and TRPM8 in temperature-dependent masking behavior (2019)
  • 著者名/発表者名: Ota W, Nakane Y, Kashio M, Suzuki Y, Nakamura K, Mori Y, Tominaga M, Yoshimura T
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 号: 1 ページ: 3706-3706
  • DOI: 10.1038/s41598-019-40067-x
  • NAID: 120006817612
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 多様な環境ストレスに応じた褐色脂肪熱産生調節の中枢メカニズム (2018)
  • 著者名/発表者名: 中村和弘
  • 雑誌名: 生化学 巻: 90 号: 3 ページ: 408-412
  • DOI: 10.14952/SEIKAGAKU.2018.900408
  • NAID: 40021622704
  • ISSN: 0037-1017
  • 年月日: 2018-06-25
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Hunger and satiety signaling: Modeling two hypothalamomedullary pathways for energy homeostasis. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Nakamura and Yoshiko Nakamura
  • 雑誌名: BioEssays 巻: 40 号: 8 ページ: 1700252-1700252
  • DOI: 10.1002/bies.201700252
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Afferent pathways for autonomic and shivering thermoeffectors (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakamura Kazuhiro
  • 雑誌名: Handbook of Clinical Neurology 巻: 156 ページ: 263-279
  • DOI: 10.1016/b978-0-444-63912-7.00016-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sympathoexcitation by hypothalamic paraventricular nucleus neurons projecting to the rostral ventrolateral medulla (2018)
  • 著者名/発表者名: Koba Satoshi、Hanai Eri、Kumada Nao、Kataoka Naoya、Nakamura Kazuhiro、Watanabe Tatsuo
  • 雑誌名: The Journal of Physiology 巻: 596 号: 19 ページ: 4581-4595
  • DOI: 10.1113/jp276223
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 体温調節の行動とその神経回路メカニズム－快適な温度環境を選ぶための温度感覚とは？ (2018)
  • 著者名/発表者名: 中村和弘
  • 雑誌名: CLINICAL CALCIUM 巻: 28 ページ: 65-72
• [雑誌論文] The lateral parabrachial nucleus, but not the thalamus, mediates thermosensory pathways for behavioural thermoregulation. (2017)
  • 著者名/発表者名: Takaki Yahiro, Naoya Kataoka, Yoshiko Nakamura & Kazuhiro Nakamura
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 7 号: 1 ページ: 5031-5041
  • DOI: 10.1038/s41598-017-05327-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 飢餓反応の中枢神経回路メカニズム (2017)
  • 著者名/発表者名: 中村和弘、中村佳子
  • 雑誌名: 肥満研究 巻: 23 ページ: 161-168
• [雑誌論文] Central regulation of brown adipose tissue thermogenesis and energy homeostasis dependent on food availability. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshiko Nakamura & Kazuhiro Nakamura
  • 雑誌名: Pfulgers Arch. - Eur. J. Physiol. 巻: 印刷中 号: 5 ページ: 823-837
  • DOI: 10.1007/s00424-017-2090-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Medullary Reticular Neurons Mediate Neuropeptide Y-Induced Metabolic Inhibition and Mastication. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakamura Y, Yanagawa Y, Morrison SF, Nakamura K.
  • 雑誌名: Cell Metab. 巻: 25 号: 2 ページ: 322-334
  • DOI: 10.1016/j.cmet.2016.12.002
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 体温・代謝調節システムの研究から「温度生物学」への展開 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中村和弘
  • 雑誌名: 生物物理 巻: 56 号: 3 ページ: 149-153
  • DOI: 10.2142/biophys.56.149
  • NAID: 130005153076
  • ISSN: 0582-4052, 1347-4219
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 体温を調節する中枢神経回路メカニズム (2016)
  • 著者名/発表者名: 中村和弘
  • 雑誌名: 日本神経精神薬理学雑誌 巻: 36 ページ: 93-99
• [雑誌論文] Differential Inputs to the Perisomatic and Distal-Dendritic Compartments of VIP-Positive Neurons in Layer 2/3 of the Mouse Barrel Cortex. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sohn J, Okamoto S, Kataoka N, Kaneko T, Nakamura K, Hioki H.
  • 雑誌名: Front Neuroanat 巻: 10 ページ: 124-124
  • DOI: 10.3389/fnana.2016.00124
  • NAID: 120005997790
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Mechanisms of psychological impacts on thermoregulation and metabolism (2019)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Nakamura
  • 学会等名: The 9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies Congress (FAOPS2019)/The 96th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] A corticohypothalamic neural pathway that drives sympathetic responses to psychological stress (2019)
  • 著者名/発表者名: Naoya Kataoka, Keisuke Nakajima, Kazuhiro Nakamura
  • 学会等名: The 9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies Congress (FAOPS2019)/The 96th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 国際学会
• [学会発表] Raphe-projecting oxytocinergic hypothalamic neurons stimulate brown adipose tissue thermogenesis (2019)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Fukushima, Kazuhiro Nakamura
  • 学会等名: The 9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies Congress (FAOPS2019)/The 96th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 国際学会
• [学会発表] Age-dependent attenuation of hypothalamic sensitivity to thermogenic melanocortin signals (2019)
  • 著者名/発表者名: Manami Oya, Kazuhiro Nakamura
  • 学会等名: The 9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies Congress (FAOPS2019)/The 96th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 国際学会
• [学会発表] 心理ストレスによる体温上昇の仕組み (2018)
  • 著者名/発表者名: 中村和弘, 片岡直也
  • 学会等名: 第65回日本実験動物学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] 心理ストレスによる交感神経反応を生み出す中枢神経回路 (2018)
  • 著者名/発表者名: 中村和弘
  • 学会等名: 第1回動的恒常性研究会
• [学会発表] 脳による代謝熱産生の調節 (2018)
  • 著者名/発表者名: 中村和弘
  • 学会等名: 第48回新潟神経学夏期セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] Central circuit mechanisms of infection-induced and psychogenic fever: What's different? (2018)
  • 著者名/発表者名: 中村和弘
  • 学会等名: 第41回日本神経科学大会
  • 招待講演
• [学会発表] 環境ストレスに応じた褐色脂肪熱産生制御を行う脳の神経回路 (2018)
  • 著者名/発表者名: 中村和弘
  • 学会等名: 第23回アディポサイエンスシンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Central thermoregulatory circuits to defend homeostasis from environmental stressors (2018)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Nakamura
  • 学会等名: Mini-Symposium on Temperature and Metabolism
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 行動性・自律性体温調節の中枢神経メカニズム (2018)
  • 著者名/発表者名: 中村和弘
  • 学会等名: 第56回快適性・健康を考えるシンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] 心理ストレスによる交感神経反応を生み出す中枢神経回路 (2018)
  • 著者名/発表者名: 中村和弘
  • 学会等名: 生理学研究所・名古屋大学医学部合同シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Thermosensory afferent neural pathways for autonomous and behavioral thermoregulation (2018)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Nakamura
  • 学会等名: 7th International Meeting of the Physiology and Pharmacology of Temperature Regulation (PPTR2018)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Heat exposure of rats activates prostaglandin EP3 receptor-expressing neurons in the preoptic area (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshiko Nakamura、Kazuhiro Nakamura
  • 学会等名: 7th International Meeting of the Physiology and Pharmacology of Temperature Regulation (PPTR2018)
  • 国際学会
• [学会発表] 多様な環境ストレスから生命を守る代謝調節神経回路 (2018)
  • 著者名/発表者名: 中村和弘
  • 学会等名: 第8回Hepato-Diabetology Conference
  • 招待講演
• [学会発表] 環境ストレスから恒常性を守る体温調節神経回路 (2018)
  • 著者名/発表者名: 中村和弘
  • 学会等名: 第71回日本自律神経学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] 心理ストレス性交感神経反応を引き起こす前頭前皮質―視床下部経路 (2018)
  • 著者名/発表者名: 片岡直也、中島啓介、中村和弘
  • 学会等名: 第65回中部日本生理学会
• [学会発表] 視床下部室傍核オキシトシンニューロンは延髄縫線核へ投射して褐色脂肪熱産生を誘導する (2018)
  • 著者名/発表者名: 福島章紘、中村和弘
  • 学会等名: 第65回中部日本生理学会
• [学会発表] 視床下部オキシトシン神経系による褐色脂肪熱産生の誘導 (2018)
  • 著者名/発表者名: 福島章紘、中村和弘
  • 学会等名: 第46回自律神経生理研究会
• [学会発表] 環境ストレスから生命を守る体温調節神経回路メカニズム (2018)
  • 著者名/発表者名: 中村和弘
  • 学会等名: 名古屋大学プレミアムレクチャー
  • 招待講演
• [学会発表] 心理ストレス性交感神経反応に関与する視床・皮質領域の探索 (2018)
  • 著者名/発表者名: 片岡直也、中島啓輔、中村和弘
  • 学会等名: 第13回環境生理学プレコングレス
• [学会発表] 温度知覚と体温調節行動は異なる温度感覚伝達路で駆動される (2018)
  • 著者名/発表者名: 中村和弘, 八尋貴樹, 片岡直也, 中村佳子
  • 学会等名: 第95回日本生理学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] ラット中脳歩行誘発野から延髄吻側腹外側野への投射神経による血圧調節 (2018)
  • 著者名/発表者名: 熊田奈桜, 木場智史, 花井映里, 片岡直也, 中村和弘, 渡邊達生
  • 学会等名: 第95回日本生理学会大会
• [学会発表] Sociopsychological stress activates ventral medial prefrontal cortex-dorsomedial hypothalamus pathway that drives sympathetic stress responses (2017)
  • 著者名/発表者名: Naoya Kataoka, Kazuhiro Nakamura
  • 学会等名: 第94回日本生理学会大会
  • 発表場所: アクトシティ浜松（静岡県浜松市）
  • 年月日: 2017-03-28
• [学会発表] 体温を調節する脳の神経回路メカニズム (2017)
  • 著者名/発表者名: 中村和弘
  • 学会等名: 三重県栄養士会 平成28年度研究発表会・研修会
  • 発表場所: 三重県勤労者福祉会館（三重県津市）
  • 年月日: 2017-03-11
  • 招待講演
• [学会発表] A ventral medial prefrontal cortex-dorsomedial hypothalamus monosynaptic pathway that drives sympathetic stress responses (2017)
  • 著者名/発表者名: Naoya Kataoka, Kazuhiro Nakamura
  • 学会等名: Experimental Biology 2017 （米国生理学会）
  • 国際学会
• [学会発表] Determination of thermosensory pathways required for behavioural thermoregulation (2017)
  • 著者名/発表者名: Takaki Yahiro, Naoya Kataoka, Yoshiko Nakamura, Kazuhiro Nakamura
  • 学会等名: Experimental Biology 2017 （米国生理学会）
  • 国際学会
• [学会発表] Optogenetics stimulation of PVN-RVLM neurons increases renal sympathetic nerve activity in anesthetized rats (2017)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Koba, Eri Hanai, Nao Kumada, Naoya Kataoka, Kazuhiro Nakamura, Tatsuo Watanabe
  • 学会等名: Experimental Biology 2017 （米国生理学会）
  • 国際学会
• [学会発表] A corticohypothalamic monosynaptic pathway that drives psychological stress-induced sympathetic responses (2017)
  • 著者名/発表者名: Naoya Kataoka, Kazuhiro Nakamura
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [学会発表] Lateral parabrachial nucleus mediates thermosensory signaling for behavioral thermoregulation (2017)
  • 著者名/発表者名: Takaki Yahiro, Naoya Kataoka, Yoshiko Nakamura, Kazuhiro Nakamura
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [学会発表] 外側腕傍核を介した神経伝達が駆動する体温調節行動 (2017)
  • 著者名/発表者名: 八尋貴樹, 片岡直也, 中村佳子, 中村和弘
  • 学会等名: 平成29年度 温熱生理研究会
• [学会発表] Difference in central circuit mechanisms of infection-induced and psychogenic fever (2017)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Nakamura
  • 学会等名: International Society for Autonomic Neuroscience (ISAN) 2017（国際自律神経学会）
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Central Neural Mechanisms to Defend Life from Environmental Stressors (2017)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Nakamura
  • 学会等名: Thermal Biology 2017 International Symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 心理ストレスによる交感神経反応の中枢神経回路メカニズム (2017)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Nakamura, Naoya Kataoka
  • 学会等名: 第58回日本組織細胞化学会総会・学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 環境ストレスから恒常性を守る脳のメカニズム (2017)
  • 著者名/発表者名: 中村和弘
  • 学会等名: 新潟分子心血管セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] 環境ストレスから恒常性と生命を守る脳の神経回路メカニズム (2017)
  • 著者名/発表者名: 中村和弘
  • 学会等名: 岡崎統合バイオサイエンスセンター 山手イブニングセミナー
  • 招待講演
• [学会発表] 心理ストレス性交感神経反応に関与する視床・皮質領域の探索 (2017)
  • 著者名/発表者名: 片岡直也、中島啓輔、中村和弘
  • 学会等名: 第45回 自律神経生理研究会
• [学会発表] 行動性体温調節を駆動する外側腕傍核を介した温度感覚上行路の探索 (2017)
  • 著者名/発表者名: 八尋貴樹, 片岡直也, 中村佳子, 中村和弘
  • 学会等名: 第45回 自律神経生理研究会
• [学会発表] 温熱恒常性の神経回路メカニズム (2017)
  • 著者名/発表者名: 中村和弘
  • 学会等名: 生命科学系学会合同年次大会（ConBio2017）
  • 招待講演
• [学会発表] 環境温度・環境ストレスから生命を守る神経回路 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中村和弘
  • 学会等名: 2016年度「次世代脳」プロジェクト 冬のシンポジウム
  • 発表場所: 学士会館（東京都千代田区）
  • 年月日: 2016-12-19
  • 招待講演
• [学会発表] Higher brain stress signalling that drives the hypothalamo-medullary pathway for stress-induced hyperthermia (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Nakamura, Naoya Kataoka
  • 学会等名: 6th International Conference on the Physiology and Pharmacology of Temperature Regulation (PPTR2016)
  • 発表場所: Ljubljana (Slovenia)
  • 年月日: 2016-12-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Sociopsychological stress activates ventral medial prefrontal cortex-dorsomedial hypothalamus pathway that drives brown adipose tissue thermogenesis and hyperthermia (2016)
  • 著者名/発表者名: Naoya Kataoka, Kazuhiro Nakamura
  • 学会等名: 6th International Conference on the Physiology and Pharmacology of Temperature Regulation (PPTR2016)
  • 発表場所: Ljubljana (Slovenia)
  • 年月日: 2016-12-05
  • 国際学会
• [学会発表] 環境ストレスに応じた褐色脂肪熱産生の調節 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中村和弘
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30
  • 招待講演
• [学会発表] 体温と代謝を調節する中枢神経回路機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中村和弘
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2016-09-25
  • 招待講演
• [学会発表] Central pathways for cold-induced thermogenesis (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Nakamura
  • 学会等名: Wenner-Gren財団国際シンポジウム“Brown Adipose Tissue and Euthermia”
  • 発表場所: Stockholm (Sweden)
  • 年月日: 2016-05-25
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 環境ストレスから生命を守る体温調節神経回路 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中村和弘
  • 学会等名: 第15回KAMOGAWA Cardiovascular Conference
  • 発表場所: ウェスティン都ホテル京都（京都府京都市）
  • 年月日: 2016-05-13
  • 招待講演
• [学会発表] Direct pathway from ventral medial prefrontal cortex to dorsomedial hypothalamus drives psychological stress-induced hyperthermia (2016)
  • 著者名/発表者名: Naoya Kataoka, Kazuhiro Nakamura
  • 学会等名: Experimental Biology 2016
  • 発表場所: San Diego (USA)
  • 年月日: 2016-04-02
  • 国際学会
• [図書] ガイトン生理学 原著第13版 (2018)
  • 著者名/発表者名: 石川義弘・岡村康司・尾仲達史・河野憲二 総監訳（中村和弘「第73章、第74章」翻訳担当）
  • 総ページ数: 1100
  • 出版者: エルゼビア
  • ISBN: 9784860347741
• [図書] ブレインサイエンス・レビュー 2017 (2017)
  • 著者名/発表者名: 廣川信隆 編（中村和弘：心理ストレスによる自律生理反応を駆動する中枢神経回路機構）
  • 総ページ数: 308
  • 出版者: クバプロ
• [図書] コメディカル専門基礎科目シリーズ 「生理学」 (2016)
  • 著者名/発表者名: 桑名俊一・荒田晶子 編著（中村和弘：第15章 体温の調節）
  • 総ページ数: 400
  • 出版者: 理工図書
• [備考] 名古屋大学大学院医学系研究科・統合生理学ホームページ
  • URL: https://www.med.nagoya-u.ac.jp/physiol2/
• [備考] 名古屋大学大学院医学系研究科・統合生理学ホームページ（英語版）
  • URL: https://www.med.nagoya-u.ac.jp/physiol2/english.html
• [備考] 名古屋大学大学院医学系研究科・統合生理学分野ホームページ
  • URL: https://www.med.nagoya-u.ac.jp/physiol2/
• [備考] 名古屋大学大学院医学系研究科・統合生理学分野ホームページ英語版
  • URL: https://www.med.nagoya-u.ac.jp/physiol2/english.html