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2019 年度 実績報告書

消化管ペプチドから見た情動・社会行動の発露、こころのゆらぎと変容の神経内分泌機構

計画研究

研究領域「意志動力学(ウィルダイナミクス)の創成と推進」に関する総合的研究
研究課題/領域番号 16H06404
研究機関鹿児島大学

研究代表者

乾 明夫  鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 特任教授 (80168418)

研究分担者 浅川 明弘  鹿児島大学, 医歯学域医学系, 教授 (10452947)
須藤 信行  九州大学, 医学研究院, 教授 (60304812)
佐久間 英輔  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 講師 (90295585)
研究期間 (年度) 2016-06-30 – 2021-03-31
キーワード消化管ペプチド / 内臓環境 / 腸内細菌叢 / ミクログリア / 食環境
研究実績の概要

2018年度に続き、こころの発達・意欲を阻む原因を解明するため、社会-脳内-体内環境相関のバランス破綻のメカニズムの解明を実施した。
(1) 鹿児島大の乾らは、意欲をmetabolic hungerとhedonic hungerとの関係から解明することを目的に、マウスにおいて痛み刺激下のtwo-bottle sucrose preference testを用い、側坐核のBDNF、視床下部のAgRPなどの発現が減少することを見い出した。またMG6 cellを用い、atractylenolide-3がMKP-1を介してLPSによって上昇するTNF-α、IL-1βを低下させることを見出した。
(2) 九大の須藤らは、神経性やせ症患者で体重増加不良などを来す腸内細菌叢を同定、同患者の腸内細菌を無菌マウスへ移植することによって神経性やせ症患者の腸内細菌を有するモデルマウスを作製し、神経性やせ症患者の体重増加不良および一部の行動異常の発現には腸内細菌叢の異常が関与していることを明らかにした。また腸内細菌叢の脳・神経機能に関する研究成果を総説としてまとめ、腸脳相関における腸内細菌由来物質の重要性について提案した。
(3) 名古屋市大の佐久間らは、2019年度に腸内環境の破綻が、意志力が与る脳機能の発現を障害する神経病理の探究を、前年度に続き行った。まず、消化管から分泌されるグレリンの産生誘導が、意志力に掛かる認知・記憶を担う海馬の機能維持に機能し、意欲を亢進させることを、意欲の低下が確認された老化モデルマウスで、グレリンが脳内免疫系の活性化を抑制し、海馬歯状回における神経新生を回復させる結果、ノベルオブジェクト探索試験の成績が改善することを見出した。一方で、拘束ストレスによる脳内ミクログロアの活性化と、それによる探索行動などの意志力の減退がSGK1による負の制御を受けることを報告した。

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

本研究者らは、2019年度までに、当初予定していた意志力の制御に作動する消化管ペプチドや腸内細菌叢などの内臓環境因子の探索、それらが意志力の発現・維持に影響を及ぼす作用点の同定を施行し、成果を論文、学会において報告している。今後、意志力の制御に関わる特定の内臓環境因子の、脳を介した臨床応用に関する知見の集積が見込まれることから、本研究はおおむね順調に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

1.意志力制御に与る内臓環境シグナルの脳による受容の分子・神経基盤の解明
意欲の低下、引きこもり、抑うつ感、疲労、食欲不振などは、不登校の若い人たちに見られるが、高齢者においても認められることがある。この場合、臨床的には漢方薬補剤を処方し、一部の例に改善効果を認めることがある。グレリン‐神経ペプチドY空腹系は、補剤の作用点でもある。本年度では、グレリン‐神経ペプチドY‐オレキシン系に対する補剤人参養栄湯の作用機構を検討する。また、健常者、食欲異常症罹患者において社会環境‐心身相関を質問紙、唾液・血液中のバイオマーカー、近赤外分光分析法を用いて検討する。
2.腸内細菌叢による意志力制御の分子的基礎の解明
須藤らは、神経性やせ症患者の腸内細菌を有するモデルマウスを作製し、神経性やせ症の病態に腸内細菌が関与していることを明らかにした。本年度は、同モデルマウスに認められた体重増加不良に関わる物質としてuremic toxinにターゲットを絞り、動物実験による解析を進めていく予定である。また神経性やせ症で認められる意志力の障害に対して腸内細菌やその増殖を促す機能性食品の効果を検討する。
3.腸管神経叢-意志力連関脳神経回路相関の分子・神経基盤の解明
佐久間らは、母子分離による自閉症モデルマウスで、腸管神経叢アストロサイトの活性化が粘膜バリアの破綻を来し、短鎖脂肪酸の体内への取り込みが著増することを見出している。本年度は、短鎖脂肪酸の著増が、特に視床下部近傍の意志力に連関する神経内分泌系と神経回路の障害を生起する病理を解明する他、腸管神経叢アストロサイトの活性化の抑制が意志力の回復を誘引する分子・神経基盤を、短鎖脂肪酸による髄鞘形成のエピジェネティックな制御とその白質障害への影響、並びに、腸管神経叢-迷走神経求心路-前頭前野-意志力発現相関ダイナミズムを解析することにより詳解する。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] 1.天津医科大学医学部内科学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      1.天津医科大学医学部内科学
  • [雑誌論文] Ghrelin signaling attenuates the inflammatory activation of neuroimmune system in senescence (in press)2020

    • 著者名/発表者名
      Kojiro Endo, Hiroyuki Morimoto, Hayato Asai, Million Hong, Haruka Amitani, Akihiro Asakawa, Sumiko Mikawa, Kohji Sato, Yoshino Ueki, Koichi Inoue, Takatoshi Ueki, Hideki Okamoto, Takanobu Otsuka, Hideki Murakami
    • 雑誌名

      J Brain Sci

      巻: 50 ページ: 1-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role of gut microbiota in brain function and stress-related pathology2019

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki SUDO
    • 雑誌名

      Bioscience of Microbiota, Food and Health

      巻: 38 ページ: 75-80

    • DOI

      10.12938/bmfh.19-006

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Biogenic Amines: Signals Between Commensal Microbiota and Gut Physiology2019

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki SUDO
    • 雑誌名

      Frontiers in Endocrinology

      巻: 10 ページ: 1-7

    • DOI

      10.3389/fendo.2019.00504

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Physical and psychological aspects of anorexia nervosa based on duration of illness: a cross-sectional study2019

    • 著者名/発表者名
      Shu Takakura, Chie Suzuyama Aso, Kenta Toda, Tomokazu Hata, Makoto Yamashita, Nobuyuki Sudo
    • 雑誌名

      BioPsychoSocial Medicine

      巻: 13 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1186/s13030-019-0173-0

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The gut microbiome derived from anorexia nervosa patients impairs weight gain and behavioral performance in female mice2019

    • 著者名/発表者名
      Hata T, Miyata N, Takakura S, Yoshihara K, Asano Y, Kimura-Todani T, Yamashita M, Zhang XT, Watanabe N, Mikami K, Koga Y, Sudo N
    • 雑誌名

      Endocrinology

      巻: 160 ページ: 2441-2452

    • DOI

      10.1210/en.2019-00408

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of weight loss on sweet taste preference and palatability following cognitive behavioral therapy for women with obesity.2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoe Nishihara, Takehiro Nozaki, Ryoko Sawamoto, Gen Komaki, Noriyuki Miyata, Masako Hosoi, Nobuyuki Sudo
    • 雑誌名

      Obesity Facts, the European Journal of Obesity

      巻: 12 ページ: 529-542

    • DOI

      10.1159/000502236

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 急性ストレスによって海馬ミクログリアから産生されるTNF-αはワーキングメモリを障害する -形態変化を伴わないミクログリアの活性化-2020

    • 著者名/発表者名
      扇谷昌宏、井上浩一、佐久間英輔、植木孝俊
    • 学会等名
      第125回日本解剖学会全国学術集会
  • [学会発表] ニューロンとマイクログリアの相互作用、fractalkine-CX3CR1 signalからみた食事性肥満モデルマウスの学習記憶障害の解析2019

    • 著者名/発表者名
      河村菜実子、勝浦五郎、乾明夫、浅川明弘
    • 学会等名
      第15回GPCR研究会
  • [学会発表] 新たな摂食抑制調節系-脳内fractalkine-CX3CR1シグナル-2019

    • 著者名/発表者名
      河村菜実子、勝浦五郎、浅川明弘
    • 学会等名
      第40回日本肥満学会
  • [学会発表] 炎症性疼痛モデルマウスでのhedonicおよびmotivational response障害のメカニズムの解析2019

    • 著者名/発表者名
      内野美菜子、河村菜実子、勝浦五郎、杉村光隆、浅川明弘
    • 学会等名
      第40回日本肥満学会
  • [学会発表] Gut microbiota alters stress response and behavior in living mammals2019

    • 著者名/発表者名
      Sudo N
    • 学会等名
      25th International college of Psychosomatic Medicine (ICPM)
    • 国際学会
  • [学会発表] 腸内細菌-腸-脳相関”に関する最近のトピックス(教育講演)2019

    • 著者名/発表者名
      須藤信行
    • 学会等名
      第41回日本生物学的精神医学会
  • [学会発表] 腸内細菌と脳腸相関(特別講演)2019

    • 著者名/発表者名
      須藤信行
    • 学会等名
      日本乳酸菌学会
  • [学会発表] 腸内細菌とストレス関連疾患2019

    • 著者名/発表者名
      須藤信行
    • 学会等名
      第19回日本抗加齢医学会
  • [学会発表] 腸内細菌とストレス(会長講演)2019

    • 著者名/発表者名
      須藤信行
    • 学会等名
      第35回日本ストレス学会学術総会
  • [学会発表] 腸内細菌―腸―脳相関(教育講演)2019

    • 著者名/発表者名
      須藤信行
    • 学会等名
      第2回日本心身医学会関連学会合同集会
  • [学会発表] 深層学習を用いた電子顕微鏡画像からのオルガネラ抽出2019

    • 著者名/発表者名
      加藤圭,篠原良章,植木孝俊,大野伸彦
    • 学会等名
      本顕微鏡学会第62回シンポジウム
  • [備考] 文科省科研費 新学術領域研究 意志動力学(ウィルダイナミクス)の創成と推進

    • URL

      http://willdynamics.com/

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公開日: 2021-01-27  

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