代謝制御を介した食行動と味覚情動の相互作用

• 研究課題/領域番号: 19H04062
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分59040:栄養学および健康科学関連
• 研究機関: 東京慈恵会医科大学
• 研究代表者: 渡部 文子 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (00334277)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円); 2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2019年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
• キーワード: 摂食行動 / 味覚情動 / 可塑性 / マウス / 情動価 / ストレス / 味覚 / 情動 / 扁桃体 / 光遺伝学 / 摂食 / 代謝 / 情動価値 / 糖尿病 / 腕傍核

研究開始時の研究の概要

摂食行動は満腹・空腹といった内的状態に制御される一方、味覚情動にも左右されるが、その相互作用には不明な点が多い。さらに、脳とは一見無関係な多くの代謝疾患において、味覚障害や摂食行動異常などの情動制御破綻が広く知られ、脳と体の連関による代謝を介した味覚情動と摂食行動の制御が示唆されるが、そのメカニズムはほとんど分かっていない。
従来の研究では食欲制御は視床下部を中心に、情動制御は扁桃体を中心に、個別に研究が進められてきたが、本研究では申請者らが負情動への関与を見出した神経回路に着目し、食行動と情動とのハブとしての役割を明らかにすることを目指す。

研究成果の概要

食と情動には密接な相互作用があり、摂食行動は満腹・空腹といった内的状態に制御される一方で、甘いものは別腹といったように味覚情動にも左右される。従来の研究では、食行動は視床下部、情動は扁桃体を中心にそれぞれ個別に研究が進められてきたが、その相互作用を担う回路メカニズムはほとんどわかっていない。そこで我々は、食と情動制御における腕傍核から皮質下領域の回路に着目し、その細胞種および経路特異的な可塑性と個体レベルでの生理的意義を明らかにすることを目指した。本研究では、経験依存的な味覚情動価値の変容に扁桃体が関与すること、および腕傍核から視床下部亜核への経路が食と情動の相互作用に関与することを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

飽食の時代とも言われる現代において、食と栄養は単に体の維持のみならず、健やかで豊かな生活の質の維持に必須な役割を担う。食と情動は密接に関連するものの、摂食行動と味覚情動の相互作用を担う神経回路の動作原理はほとんど分かっていない。本研究では、経験依存的な味覚情動価値の変容に扁桃体が関与すること、および腕傍核から視床下部亜核への経路が食と情動の相互作用に関与することを見出し、食と情動の相互作用における腕傍核、扁桃体、視床下部ループの生理的意義を示す知見を得た。これらの成果は、科学的論拠に基づく食育、健やかな食と栄養、心と体の健康の動作原理解明にも繋がる発展が期待される。

研究成果

• [雑誌論文] The parabrachial-to-amygdala pathway provides aversive information to induce avoidance behavior in mice (2021)
  • 著者名/発表者名: Ito Mariko、Nagase Masashi、Tohyama Suguru、Mikami Kaori、Kato Fusao、Watabe Ayako M.
  • 雑誌名: Molecular Brain 巻: 14 号: 1 ページ: 94-94
  • DOI: 10.1186/s13041-021-00807-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] An engineered channelrhodopsin optimized for axon terminal activation and circuit mapping (2021)
  • 著者名/発表者名: Hamada Shun、Nagase Masashi、Yoshizawa Tomohiko、Hagiwara Akari、Isomura Yoshikazu、Watabe Ayako M.、Ohtsuka Toshihisa
  • 雑誌名: Communications Biology 巻: 4 号: 1 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1038/s42003-021-01977-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Efficient engraftment of genetically modified cells is necessary to ameliorate central nervous system involvement of murine model of mucopolysaccharidosis type II by hematopoietic stem cell targeted gene therapy (2020)
  • 著者名/発表者名: Miwa Saori、Watabe Ayako M.、Shimada Yohta、Higuchi Takashi、Kobayashi Hiroshi、Fukuda Takahiro、Kato Fusao、Ida Hiroyuki、Ohashi Toya
  • 雑誌名: Molecular Genetics and Metabolism 巻: 130 号: 4 ページ: 262-273
  • DOI: 10.1016/j.ymgme.2020.06.007
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Pathogenic POGZ mutation causes impaired cortical development and reversible autism-like phenotypes. (2020)
  • 著者名/発表者名: Matsumura K, (33名中略）, Hashimoto R, (37名中35番目）,Hashimoto H, Nakazawa T.
  • 雑誌名: Nat. Commun 巻: 11(1) 号: 1 ページ: 859-859
  • DOI: 10.1038/s41467-020-14697-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 情動価値の獲得と更新を支える動的システムの部分と全体 (Synaptic mechanisms underlying aversive valence modulation and memory update) (2022)
  • 著者名/発表者名: 渡部文子
  • 学会等名: 第99回日本生理学会大会
• [学会発表] Distinct subtypes of the mouse lateral amygdala neurons in the fear memory formation (2022)
  • 著者名/発表者名: 松村颯大、森島美絵子、遠山卓、渡部文子
  • 学会等名: 第99回日本生理学会大会
• [学会発表] 情動記憶の形成を支える神経回路メカニズム (2021)
  • 著者名/発表者名: 渡部文子
  • 学会等名: 第44回日本神経科学大会
• [学会発表] 腕傍核-視床下部経路による嫌悪学習と摂食行動の制御 (2021)
  • 著者名/発表者名: 永嶋宇、永瀬将志、三上香織、遠山卓、森島美絵子、渡部文子
  • 学会等名: 第44回日本神経科学大会
• [学会発表] ジェンダー平等とダイバーシティ推進への日本神経学会の取り組みとALBAの紹介 (2021)
  • 著者名/発表者名: 渡部文子
  • 学会等名: 第40回日本認知症学会学術集会
• [学会発表] 情動価値の生成と変容を支える神経回路メカニズム (2021)
  • 著者名/発表者名: 渡部文子
  • 学会等名: 第20回日本生理学会若手の会 サマースクール (ウインタースクール)
  • 招待講演
• [学会発表] ASD-associated de novo POGZ mutations disrupt cortical development. (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsumura K, Seiriki K, Nagase M, Ayabe S, Yamada I, Furuse T, Yamamoto K, Kitagawa K, Baba M, Kasai A, Ago Y, Takano AH, Shintani N, Iguchi T, Sato M, Yamaguchi S, Tamura M, Wakana s, Yoshiki A, Watabe AM, Okano H, Takuma K, Hashimoto R, Hashimoto H, Nakazawa T.
  • 学会等名: Neuroscience 2019
  • 国際学会
• [学会発表] ASD-related de novo POGZ mutations disrupt cortical neuronal differentiation. (2019)
  • 著者名/発表者名: 2.松村憲佑, 勢力薫, 永瀬将志, 綾部信哉, 山田郁子, 古瀬民生, 山本果奈, 北川航平, 猪口徳一, 佐藤真, 山口瞬, 田村勝, 若菜茂晴, 吉木淳, 渡部文子, 岡野栄之, 田熊一敞, 橋本亮太, 橋本均, 中澤敬信.
  • 学会等名: 第42回日本神経科学大会・第62回日本神経化学会大会