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脳幹-視床下部ネットワークを介した栄養シグナルによる摂食・代謝の制御基盤の解析

研究課題

研究課題/領域番号 21K16374
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分54040:代謝および内分泌学関連
研究機関東京慈恵会医科大学

研究代表者

永嶋 宇  東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (80896233)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード栄養シグナル / 内的状態 / 情動 / 摂食行動 / 腕傍核(PB) / 傍視床下核(PSTN) / PACAP / マウス / 腹側被蓋野(VTA) / オペラントタスク / 嫌悪行動 / 視床下部 / 腕傍核 / 代謝疾患 / AMPK
研究開始時の研究の概要

体の栄養状態に応じて摂食行動や代謝を制御することは、生存にとって必須の機能である。一方、糖尿病や多様な代謝疾患において、摂食行動のみならず情動制御異常も知られ生活の質を著しく損なうが、そのメカニズムはほとんどわかっていない。本研究ではマウスを用いて、末梢からの栄養シグナルを伝達する脳幹と視床下部の双方向の情報伝達に着目し、栄養シグナルが中枢を介してどのように代謝や行動を制御するのかを明らかにするとともに、組織学・電気生理学的手法を用いてその回路メカニズムに迫る。さらに、栄養シグナルの鍵としてAMPキナーゼに着目し、 栄養シグナルによる情動制御を分子から個体まで一貫して明らかにすることを目指す。

研究成果の概要

本研究では、情動シグナルを介して摂食調節を担う脳幹-視床下部経路を含め、様々な神経回路の役割を明らかにした。これまで栄養と情動は個別に研究されることも多かったが、本成果は両者の制御を担うシグナルの相互作用メカニズムの解明に貢献できたと考える。また、本研究で着目した視床下部の傍視床下核は、ヒトに存在するにも関わらず、機能に関する報告が少ない脳領域であることから、本成果が今後のブレイクスルーとさらなる研究の加速に貢献できると考える。さらに、多様な疾患で見られる摂食行動異常や情動制御障害などのメカニズムの解明や食育を介したQOL向上にも繋がることが期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヒトや動物において摂食行動は、エネルギー摂取ひいては生存に直結する。摂食行動は動物の栄養状態に駆動される一方で、ストレスや恐怖などの内的環境や情動にも大きく左右されるが、その神経回路メカニズムには不明な点が多く存在した。本研究では、脳幹や視床下部などの回路基盤を解析し、ストレスなどの内的状態に応じた行動調節機構を明らかにした。本成果が、生命現象の根源的な理解に加えて、現代社会で喫緊の課題となっている慢性疾患や摂食障害、情動制御破綻と関連する様々な精神疾患のメカニズムの解明や、科学的な食育の解明及びそれを通じた健康増進、また食文化の理解までにも繋がることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] All-optical presynaptic plasticity induction by photoactivated adenylyl cyclase targeted to axon terminals2024

    • 著者名/発表者名
      Nagase Masashi、Nagashima Takashi、Hamada Shun、Morishima Mieko、Tohyama Suguru、Arima-Yoshida Fumiko、Hiyoshi Kanae、Hirano Tomoha、Ohtsuka Toshihisa、Watabe Ayako M.
    • 雑誌名

      Cell Reports Methods

      巻: 4 号: 4 ページ: 100740-100740

    • DOI

      10.1016/j.crmeth.2024.100740

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A light-controlled phospholipase C for imaging of lipid dynamics and controlling neural plasticity2024

    • 著者名/発表者名
      Kim Yeon-Jeong、Tohyama Suguru、Nagashima Takashi、Nagase Masashi、Hida Yamato、Hamada Shun、Watabe Ayako M.、Ohtsuka Toshihisa
    • 雑誌名

      Cell Chemical Biology

      巻: 31 号: 7 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1016/j.chembiol.2024.03.001

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] State-dependent modulation of positive and negative affective valences by a parabrachial nucleus-to-ventral tegmental area pathway in mice2023

    • 著者名/発表者名
      Nagashima Takashi、Mikami Kaori、Tohyama Suguru、Konno Ayumu、Hirai Hirokazu、Watabe Ayako M.
    • 雑誌名

      Frontiers in Neural Circuits

      巻: 17 ページ: 1-10

    • DOI

      10.3389/fncir.2023.1273322

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Excitatory subtypes of the lateral amygdala neurons are differentially involved in regulation of synaptic plasticity and excitation/inhibition balance in aversive learning in mice2023

    • 著者名/発表者名
      Morishima Mieko、Matsumura Sohta、Tohyama Suguru、Nagashima Takashi、Konno Ayumu、Hirai Hirokazu、Watabe Ayako M.
    • 雑誌名

      Frontiers in Cellular Neuroscience

      巻: 17 ページ: 1-14

    • DOI

      10.3389/fncel.2023.1292822

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Experience-dependent changes in affective valence of taste in male mice2023

    • 著者名/発表者名
      Hamada Shun、Mikami Kaori、Ueda Shuhei、Nagase Masashi、Nagashima Takashi、Yamamoto Mikiyasu、Bito Haruhiko、Takemoto-Kimura Sayaka、Ohtsuka Toshihisa、Watabe Ayako M.
    • 雑誌名

      Molecular Brain

      巻: 16 号: 1 ページ: 28-28

    • DOI

      10.1186/s13041-023-01017-x

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Parabrachial-to-parasubthalamic nucleus pathway mediates fear-induced suppression of feeding in male mice2022

    • 著者名/発表者名
      Nagashima Takashi、Tohyama Suguru、Mikami Kaori、Nagase Masashi、Morishima Mieko、Kasai Atsushi、Hashimoto Hitoshi、Watabe Ayako M.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1038/s41467-022-35634-2

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Parabrachial-to-parasubthalamic nucleus pathway mediates aversive learning and feeding behavior2023

    • 著者名/発表者名
      Takashi Nagashima, Ayako M. Watabe
    • 学会等名
      生理研記憶研究会2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 恐怖による摂食抑制を担う腕傍核-視床下部経路の制御メカニズム2023

    • 著者名/発表者名
      永嶋宇、渡部文子
    • 学会等名
      2022年度 生理研研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Regulations of aversive learning and feeding behavior by the parabrachial- hypothalamic pathway2021

    • 著者名/発表者名
      Takashi NAGASHIMA, Masashi NAGASE, Kaori MIKAMI, Suguru TOHYAMA, Mieko MORISHIMA, Ayako M. WATABE
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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