弓状核－室傍核軸の概日リズムによる摂食・エネルギー代謝調節とその破綻機序の解明

2015 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K09442
• 研究機関: 自治医科大学
• 研究代表者: 中田 正範 自治医科大学, 医学部, 准教授 (10305120)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 概日リズム / 弓状核 / 室傍核 / NUCB2 / AgRP / Oxytocin

研究実績の概要

概日リズムの乱れが内分泌・代謝疾患を増悪させることが明らかとなってきており、概日リズムは摂食・エネルギー代謝調節に大きく係わっている。本研究は、摂食・エネルギー代謝調節の中枢である視床下部弓状核－室傍核軸の概日リズムが摂食・エネルギー代謝制御に重要である、と仮説を立てこれを検証するものである。
本年度は、当初の実験計画通りに、各種のコンデショナルノックアウトマウスを作成した。弓状核のAgRPニューロンを標的に時計遺伝子のBMALノックアウトマウスを作成し、摂食行動の概日リズムと糖代謝に関する解析を行った。
室傍核を標的としたSIM1 cre/BMAL floxedマウスの解析では室傍核のNucleobindin2(NUCB2)と摂食リズムの関連が示唆され、これをもとに、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターを用いたNUCB2 shRNA発現によるノックダウンにより、室傍核のオキシトシン発現が低下し、摂食の概日リズムが障害されることを明らかにし、論文報告を行った。また、NUCB2のfloxedマウスを用いた、コンデショナルノックアウトマウスを作成し、室傍核NUCB2の摂食・エネルギー代謝の概日リズム調節機構を解明する準備を行った。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

ノックアウトマウスの作成に関しては問題なく行っている。作成したマウスの解析に関しても、十分に行える状況である。

今後の研究の推進方策

種々のノックアウトマウスを作成し、摂食・エネルギー代謝の解析を引き続き行う。室傍核NUCB2およびオキシトシンニューロンの概日リズム障害と摂食・エネルギー代謝調節に関する解析を行う。NUCB2の概日リズムを解析する手法としてAAVベクターによるNUCB2promoterルシフェラーゼ発現の実験系を確立した。今後、この実験系で室傍核NUCB2発現リズム形成における、調節因子を同定する。

次年度使用額が生じた理由

研究は計画通りに遂行できたが、研究成果は予想を超えるものであった。その結果、次年度以降に予想以上の研究成果の継続に次年度以降に研究費を繰り越す。

次年度使用額の使用計画

実験動物の管理維持、分子生物学的生化学的実験関連消耗品、研究成果発表（論文投稿料、学会参加）に研究費を使用する。

研究成果

• [雑誌論文] Paraventricular NUCB2/nesfatin-1 supports oxytocin and vasopressin neurons to control feeding behavior and fluid balance in male mice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakata M, Gantulga D, Santoso P, Zhang B, Masuda C, Mori M, Okada T, Yada T.
  • 雑誌名: Endocrinology 巻: 未定 ページ: 未定
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Betatrophin expression is promoted in obese hyperinsulinemic type 2 but not type 1 diabetic mice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Li E, Nakata M, Shinozaki A, Yang Y, Zhang B, Yada T.
  • 雑誌名: Endocrine Ｊ 巻: 未定 ページ: 未定
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] IL-10 gene transfer upregulates arcuate POMC and ameliorates hyperphagia, obesity and diabetes by substituting for leptin. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakata M, Yamamoto S, Okada T, Gantulga D, Okano H, Ozawa K, Yada T.
  • 雑誌名: Int J Obes (Lond). 巻: 40 ページ: 425-433
  • DOI: 10.1038/ijo.2015.201.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fasted/fed states regulate postsynaptic hub protein DYNLL2 and glutamatergic transmission in oxytocin neurons in the hypothalamic paraventricular nucleus. (2016)
  • 著者名/発表者名: Suyama S, Kodaira-Hirano M, Otgon-Uul Z, Ueta Y, Nakata M, Yada T.
  • 雑誌名: Neuropeptides. 巻: 56 ページ: 115-123
  • DOI: 10.1016/j.npep.2015.08.008.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A novel insulinotropic mechanism of whole grain-derived γ-oryzanol via the suppression of local dopamine D2 receptor signalling in mouse islet. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kozuka C, Sunagawa S, Ueda R, Higa M, Ohshiro Y, Tanaka H, Shimizu-Okabe C, Takayama C, Matsushita M, Tsutsui M, Ishiuchi S, Nakata M, Yada T, Miyazaki JI, Oyadomari S, Shimabukuro M, Masuzaki H.
  • 雑誌名: Br J Pharmacol 巻: 172 ページ: 4519-4534
  • DOI: 10.1111/bph.13236.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Arcuate Na+,K+-ATPase senses systemic energy states and regulates feeding behavior through glucose-inhibited neurons. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kurita H, Xu KY, Maejima Y, Nakata M, Dezaki K, Santoso P, Yang Y, Arai T, Gantulga D, Muroya S, Lefor AK, Kakei M, Watanabe E, Yada T.
  • 雑誌名: Am J Physiol Endocrinol Metab. 巻: 309 ページ: E320-333
  • DOI: 10.1152/ajpendo.00446
  • 査読あり
• [雑誌論文] Paraventricular NUCB2/nesfatin-1 is directly targeted by leptin and mediates its anorexigenic effect. (2015)
  • 著者名/発表者名: Darambazar G, Nakata M, Okada T, Wang L, Li E, Shinozaki A, Motoshima M, Mori M, Yada T.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 456 ページ: 913-918
  • DOI: doi: 10.1016/j.bbrc.2014.12.065.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 視床下部弓状核Na+,K+-ATPaseはグルコセンサーとして摂食行動を制御する (2016)
  • 著者名/発表者名: 矢田俊彦，栗田英治，中田正範
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2016-03-22 – 2016-03-24
• [学会発表] Paraventricular nucleus NUCB2/nesfatin-1 neurons regulate feeing and glucose metabolism. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakata M, Santoso P, Wang L, Yada T
  • 学会等名: Keystone Symposia Conference,
  • 発表場所: Ｋｙｏｔｏ
  • 年月日: 2015-10-25 – 2015-10-29
  • 国際学会
• [学会発表] 室傍核Nesfatin-1 ニューロンによるバゾプレッシン発現と血圧の調節 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中田正範，王磊，楊怡飛，矢田俊彦
  • 学会等名: 第36回日本肥満学会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2015-10-02 – 2015-10-03
• [学会発表] インクレチンPACAPによる肝臓インスリン感受性と糖新生の調節 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中田正範，矢田俊彦
  • 学会等名: 第58回日本糖尿病学会年次学術集会、第2回肝臓と糖尿病・代謝研究会
  • 発表場所: 下関
  • 年月日: 2015-05-23
• [学会発表] 室傍核NUCB2/Nesfatin-1ノックダウンマウスの解析：摂食概日リズム障害と内臓肥満 (2015)
  • 著者名/発表者名: 王磊，中田正範，矢田俊彦
  • 学会等名: 第88回日本内分泌学会学術総会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-04-23 – 2015-04-25
• [備考] 自治医科大学生理学講座 統合生理学部門
  • URL: http://www.jichi.ac.jp/physio2/physiol_new_HP2008/index.htm