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脳ー身体連関を介した代謝制御による摂食行動と味覚情動の相互作用

研究課題

研究課題/領域番号 23K24799
補助金の研究課題番号 22H03542 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
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) 2022-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2025年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2024年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2023年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2022年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード情動 / 摂食行動 / 可塑性 / 扁桃体 / マウス / 味覚 / 味覚嗜好性 / 味覚情動
研究開始時の研究の概要

摂食行動は個体の栄養状態に制御される一方、正や負の情動によっても後天的に制御される。しかしながら摂食と情動との相互作用にはいまだ不明な点が多い。さらに、糖尿病や喘息など、脳とは一見無関係な多様な慢性疾患において、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-身体連関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ループに着目し、食と情動の相互作用における役割を明らかにすることを目指す。

研究実績の概要

摂食行動は情動と密接な相互作用がある。摂食行動は満腹・空腹といった栄養状態に制御されるだけではなく、たとえば甘いものは別腹といったように満腹でも食べ過ぎることもある一方、緊張する場面やストレス下では食欲がなくなる。このように、食は栄養以外の要因にも左右されることは広く知られる。さらに、食習慣は代謝疾患や生活習慣病などにも直結し、代謝を介した情動と食行動との制御も示唆されるものの、その実態や制御メカニズムはほとんどわかっていない。従来の研究では、摂食行動の制御は視床下部を中心に、情動の制御は扁桃体を中心にそれぞれ個別に研究が進められることが多かったが、本研究では食と情動制御のハブとして、脳幹および扁桃体を中心とした神経回路に着目し、そのシナプス特性と細胞種および経路特異的な可塑性、さらには個体レベルでの生理的意義を明らかにすることを目的とする。
本年度は、我々がこれまで痛み負情動への関与を世界に先駆けて報告した脳幹-扁桃体経路と、新規に見出した脳幹-視床下部経路から、脳幹-扁桃体―視床下部ループに着目し、食行動と情動との相互作用における制御メカニズムの解析を進めた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度は脳幹―扁桃体回路の可塑性を人工的に操作するため、細胞内シグナルを光で操作するオプトツールを新規に開発し、急性脳切片および個体レベルでオールオプティカルに可塑性操作する実験系の構築に成功した。さらに、オプトツールの細胞内局在を制御するための局在タグの開発にも成功しており、研究は概ね順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

今後は摂食―情動連関に関与する脳幹―扁桃体―視床下部ループの予備的知見を発展させ、その分子メカニズムを明らかにすることを目指す。具体的には、昨年度までに解析した扁桃体の細胞種特異的な修飾メカニズムをさらに解析を進めるとともに、絶食やストレスなどの外乱による可塑性変容を詳細に検討する。さらに、光電気生理学的手法により、それぞれの神経回路における可塑性メカニズム検討を進める。さらに、正常および疾患モデル動物において個体レベルで経路特異的に可塑性操作を行うとともに、電気生理学的手法により光誘発シナプス応答におけるプレ・ポスト相互作用や可塑性の分子メカニズムを明らかにする。さらに、開発中のオプトツールとオールオプティカル操作法を高度化し、脳領域および細胞種特異的に代謝制御メカニズムを操作介入するための実験系を構築する。

報告書

(1件)
  • 2023 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [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] 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] 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] 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
  • [学会発表] Synaptic plasticity of pain pathway in amygdala underlying aversive learning rule update2024

    • 著者名/発表者名
      Ayako M. Watabe
    • 学会等名
      Neuronal Circuits: the tenth Cold Spring Harbor conference
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Aversive Memory and Learning Rule Update by the Parabrachial-to-Amygdala Network2023

    • 著者名/発表者名
      Ayako M. Watabe
    • 学会等名
      Gordon Research Conference. Amygdala Function in Emotion, Cognition and Disease.
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ドパミンによる扁桃体中心核ニューロンの細胞種および経路特異的な修飾メカニズム2023

    • 著者名/発表者名
      江崎未来、永瀬将志、斎藤顕宜、渡部文子
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] プレシナプス局在型光活性化アデニル酸シクラーゼによるシナプス増強2023

    • 著者名/発表者名
      永瀬将志、永嶋宇、浜田駿、森島美絵子、遠山卓、有馬史子、平野知葉、大塚稔久、渡部文子
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [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2023

    • 著者名/発表者名
      渡部文子
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ドパミンによる扁桃体中心核ニューロンの経路特異的な修飾メカニズム2023

    • 著者名/発表者名
      江崎未来、永瀬将志、斎藤顕宣、渡部文子
    • 学会等名
      第42回鎮痛薬・オピオイドペプチドシンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 味覚情動の生成と変容を担う神経回路メカニズム2023

    • 著者名/発表者名
      渡部文子
    • 学会等名
      日本味と匂学会 第57回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [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
      生理研研究会 記憶研究会2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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