摂食行動制御における情動中枢扁桃体の神経回路機構

• 研究課題/領域番号: 20K15929
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分46030:神経機能学関連
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 上田 修平 名古屋大学, 環境医学研究所, 助教 (10769037)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 扁桃体中心核 / 摂食行動 / 情動 / カルシウムイメージング

研究開始時の研究の概要

食べるという行為は、私達が生命活動を行っていく上で必要なエネルギーや身体の恒常性維持に必要な栄養素を摂取するために必須の行動である。近年、過食や拒食をはじめとした摂食障害が増加傾向にあるが、根本的な原因や発症機構はわかっておらず、その病態の解明には摂食行動を駆動する神経回路機構の解読が必要である。本研究では、情動的摂食行動の異常が摂食障害の根底にあるという観点から、情動中枢の出力核として知られる扁桃体中心核に着目し、独自の行動動評価系と神経活動計測や神経回路操作を用いた解析を行う。

研究成果の概要

摂食行動の制御には情動神経回路が関与していると考えられるが、その神経回路機構は未だ不明な点が多い。本研究では、情動中枢の出力核である扁桃体中心核に焦点を当て、扁桃体中心核を構成する３種類の主要な細胞群を対象に自由行動下のin vivoカルシウムイメージングによる神経活動計測を行った。摂食行動中、摂食行動の決定に関わる重要な要素である味覚の刺激時、また消化管関連ホルモン投与などによって、対象とした各細胞群での神経活動変化を解析し、摂食に関わる多様な情報が扁桃体中心核に集積しており、これまで考えられていた以上に複雑な処理機構によって摂食行動決定が行われていることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年増加傾向にある摂食障害の一因には、情動神経回路の機能異常による摂食行動調節機構の破綻があると考えられるが、その病態の理解は進んでいない。本研究の成果は、摂食行動を制御する情動システムとして扁桃体中心核が重要な役割を果たしていることを示唆しており、情動的摂食調節機構の全容解明の足がかりとなるものである。本研究による摂食行動調節の正常な神経回路機構の理解が、今後、摂食障害を呈する様々な精神疾患の病態理解につながると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Identification of ultra-rare disruptive variants in voltage-gated calcium channel-encoding genes in Japanese samples of schizophrenia and autism spectrum disorder (2022)
  • 著者名/発表者名: Wang C, Horigane SI, Wakamori M, Ueda S, Kawabata T, Fujii H, Kushima I, Kimura H, Ishizuka K, Nakamura Y, Iwayama Y, Ikeda M, Iwata N, Okada T, Aleksic B, Mori D, Yoshida T, Bito H, Yoshikawa T, Takemoto-Kimura S, Ozaki N
  • 雑誌名: Translational Psychiatry 巻: 12 号: 1 ページ: 84-84
  • DOI: 10.1038/s41398-022-01851-y
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Distinctive Regulation of Emotional Behaviors and Fear-Related Gene Expression Responses in Two Extended Amygdala Subnuclei With Similar Molecular Profiles (2021)
  • 著者名/発表者名: Ueda S, Hosokawa M, Arikawa K, Takahashi K, Fujiwara M, Kakita M, Fukada T, Koyama H, Horigane SI, Itoi K, Kakeyama M, Matsunaga H, Takeyama H, Bito H, Takemoto-Kimura S.
  • 雑誌名: Frontiers in Molecular Neuroscience 巻: 14 ページ: 741895-741895
  • DOI: 10.3389/fnmol.2021.741895
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Remote control of neural function by X-ray-induced scintillation (2021)
  • 著者名/発表者名: Matsubara Takanori、Yanagida Takayuki、Kawaguchi Noriaki、Nakano Takashi、Yoshimoto Junichiro、Sezaki Maiko、Takizawa Hitoshi、Tsunoda Satoshi P.、Horigane Shin-ichiro、Ueda Shuhei、Takemoto-Kimura Sayaka、Kandori Hideki、Yamanaka Akihiro、Yamashita Takayuki
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 12 号: 1 ページ: 4478-4478
  • DOI: 10.1038/s41467-021-24717-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] From population to neuron: exploring common mediators for metabolic problems and mental illnesses (2020)
  • 著者名/発表者名: Takayanagi Yoichiro、Ishizuka Koko、Laursen Thomas M.、Yukitake Hiroshi、Yang Kun、Cascella Nicola G.、Ueda Shuhei、Sumitomo Akiko、Narita Zui、Horiuchi Yasue、Niwa Minae、Taguchi Akiko、White Morris F.、Eaton William W.、Mortensen Preben B.、Sakurai Takeshi、Sawa Akira
  • 雑誌名: Molecular Psychiatry 巻: - 号: 8 ページ: 3931-3942
  • DOI: 10.1038/s41380-020-00939-5
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A mouse model of Timothy syndrome exhibits altered social competitive dominance and inhibitory neuron development. (2020)
  • 著者名/発表者名: Horigane SI, Ozawa Y, Zhang J, Todoroki H, Miao P, Haijima A, Yanagawa Y, Ueda S, Nakamura S, Kakeyama M, Takemoto-Kimura S.
  • 雑誌名: FEBS Open Bio 巻: 10 号: 8 ページ: 1436-1446
  • DOI: 10.1002/2211-5463.12924
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] PKCδ+ neurons in two central extended amygdala subnuclei differentially govern anxiety and fear (2021)
  • 著者名/発表者名: Ueda S, Fukada T, Fujiwara M, Bito H, Takemoto-Kimura S.
  • 学会等名: 第44回 日本神経科学大会
• [学会発表] Development of a novel mouse model of Timothy syndrome associated with autism spectrum disorder (2021)
  • 著者名/発表者名: Hyodo F, Ozawa Y, Pan M, Ueda S, Abe M, Sakimura K, Horigane S, Takemoto-Kimura S.
  • 学会等名: 第44回 日本神経科学大会