飲水行動制御のためのNa+濃度感知の脳内機構

• 研究課題/領域番号: 18K06534
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分46030:神経機能学関連
• 研究機関: 基礎生物学研究所
• 研究代表者: 作田 拓 基礎生物学研究所, 多様性生物学研究室, 助教 (40343743)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 体液恒常性 / 飲水行動制御 / Na+濃度センサー / Nax / SCL9A4 / SLC9A4 / 飲水行動 / 脳内センサー / Trpv4

研究成果の概要

これまで我々は、NaxからのシグナルがTRPV4を介して飲水行動制御に関与することを明らかにしていたが、これ以外に未知のNa+シグナルの飲水行動制御に寄与していることも判明していた。本研究ではOVLT特異的に発現する分子を次世代シーケンサーを用いたトランスクリプトーム解析によって同定し、それらの中からNa＋/H＋交換輸送体ファミリーのSLC9A4が水分摂取行動制御に関わるNa+濃度センサーであることを明らかにすることに成功した。また、そのシグナル経路はNax /TRPV4経路とは独立したものであり、SLC9A4陽性神経細胞がASIC1aを介してpH依存的に活性化されることも明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、我々の研究グループが明らかにしたNa+濃度センサーNaxによる塩分摂取行動制御の脳内機構に関する研究と対を成すものである。したがって、これらの成果と本研究を合わせることにより体液のNa+濃度感知とその情報に基づく行動制御機構の全体像が明らかとなり、その学術的意義は極めて高いといえる。体液恒常性の異常は重篤な全身状態の悪化をもたらす。また体液恒常性維持機構と血圧調節機構の間には強い繋がりがある。本研究の成果は、これらの関連疾患の発症メカニズムの解明、並びにその治療の基礎となる知見を提供すると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] SLC9A4 in the organum vasculosum of the lamina terminalis is a [Na+] sensor for the control of water intake (2020)
  • 著者名/発表者名: Sakuta Hiraki、Lin Chia-Hao、Hiyama Takeshi Y.、Matsuda Takashi、Yamaguchi Katsushi、Shigenobu Shuji、Kobayashi Kenta、Noda Masaharu
  • 雑誌名: Pflugers Archiv - European Journal of Physiology 巻: 472 号: 5 ページ: 609-624
  • DOI: 10.1007/s00424-020-02389-y
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Nax-positive glial cells in the organum vasculosum laminae terminalis produce epoxyeicosatrienoic acids to induce water intake in response to increases in [Na+] in body fluids (2020)
  • 著者名/発表者名: Sakuta H, Lin CH, Yamada M, Kita Y, Tokuoka SM, Shimizu T, Noda M
  • 雑誌名: Neurosci Res 巻: 154 ページ: 45-51
  • DOI: 10.1016/j.neures.2019.05.006
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] [Na+] increases in body fluids sensed by central Nax induce sympathetically mediated blood pressure elevations via H+-dependent activation of ASIC1a. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nomura, K., Hiyama, T.Y., Sakuta, H., Matsuda, T., Lin, C.H., Kobayashi, K., Kobayashi, K., Kuwaki, T., Takahashi, K., Matsui, S., and Noda, M.
  • 雑誌名: Neuron 巻: 101 号: 1 ページ: 60-75
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2018.11.017
  • 査読あり