新規神経ペプチド、オレキシンの生理的役割に関する発生工学的研究

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12670082
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 桜井 武 筑波大学, 基礎医学系, 助教授 (60251055)
• 研究分担者: 後藤 勝年 筑波大学, 基礎医学系, 教授 (30012660) ; 三輪 佳宏 筑波大学, 基礎医学系, 講師 (70263845)
• キーワード: オレキシン / OX1受容体 / OX2受容体 / 摂食行動 / ナルコレプシー / 覚醒

研究概要

オレキシン神経の生理的役割を解析するために、オレキシン神経を特異的に除去したマウスを作成した。オレキシン含有神経は、摂食中枢として知られる視床下部外側野に局在し、脳内の広範な領域に投射している。ヒトオレキシンプロモーターを用いて、Machado-Joseph病の原因遺伝子ataxin-3に含まれるポリグルタミン・リピートの部分を発現させるトランスジーンを構築し、トランスジェニックマウスを作成した。このマウスではオレキシン神経特異的にアポトーシスが誘導され、オレキシン神経を特異的に脱落したマウスを作成することが出来た。このマウスではナルコレプシー様の症状を呈するとともに、摂食量の著明な減少がみられた。オレキシン神経を特異的に脱落させたマウスは、摂食量が減少していた。また、このマウスでは、遅発性の肥満がみられ、代謝異常があることが示唆された。さらに、ナルコレプシー様の睡眠障害がみられた。以上のことより、オレキシン神経は摂食行動および、覚醒状態の制御に重要な役割をしていると考えられた。
一方、同じ転写制御領域をもちいて、オレキシン神経に特異的にGreen Fluorescent Protein(GFP)を発現するトランスジェニックマウスを作成し、このマウスの視床下部から、蛍光を発生するニューロンを単離し、オレキシン産生ニューロンの性質をパッチクランプ法によって明らかにした。
このマウスの視床下部からオレキシン産生神経を単離して性質を調べたところ、オレキシン神経は、レプチン、グレリンによって、それぞれ抑制、活性化された。さらに高血糖時に活性は低下した。これらのことから、オレキシン神経の活性は、血中レプチン濃度が高くなり、血糖値が高くなる満腹時や肥満状況において低下し、摂食行動や、覚醒レベルに影響を与えていることがわかった。

研究成果

• [文献書誌] Hara. J, Sakurai T: "Genetic Ablation of Orexin Neurons in Mice Results in Narcolepsy, Hypophagia and Obesity"Neuron. 30. 345-354 (2001)
• [文献書誌] Muroya S, Uramura K, Sakurai T: "Lowering glucose concentrations increases cytosolic Ca(2+) in orexin neurons of the rat lateral hypothalamus"Neurosci Lett.. 309(3). 165-168 (2001)
• [文献書誌] Chou TC, Hara J, Sakurai T.: "Orexin (hypocretin) neurons contain dynorphin"J Neurosci.. 21(19). RC168 (2001)
• [文献書誌] Iqbal J, Pompolo S, Sakurai T: "Evidence that crexin-containing neurons provide direct input to gonadotropin-releasing hormone neurons in the ovine hypothalamus"J. Neuroendocrinolog.. 13. 1033-1041 (2001)
• [文献書誌] Moriguchi T, Sakurai T, Goto K.: "Human prepro-crexin gene regulatory regin that activate gene expression in the lateral region and represses it in the medial region of the hypothalamus"J. Biol, Chem,. (In press).