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2018 年度 実績報告書

神経系による食嗜好の制御メカニズムの解明;長寿遺伝子SIRT1に着眼して

研究課題

研究課題/領域番号 17H01971
研究機関群馬大学

研究代表者

佐々木 努  群馬大学, 生体調節研究所, 准教授 (50466687)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード栄養素嗜好性 / 単純糖質 / FGF21 / オキシトシン / 中鎖脂肪酸
研究実績の概要

SIRT1による単純糖質嗜好性の制御メカニズムの解明を重点的に進めた。遺伝子組み換え動物実験や、ウイルスベクター接種実験、細胞培養実験などを駆使した実験を展開した。その結果、単純糖質を摂取すると、肝臓からホルモンであるFGF21が分泌され、脳に「糖分を摂取した」という情報を伝えることが分かった。FGF21の脳内標的として、オキシトシン陽性神経細胞を同定し、FGF21はオキシトシン神経を活性化すると共に、オキシトシン遺伝子の発現を促進することが分かった。その結果、オキシトシンが「十分食べた」と脳内に伝え、単純糖質への嗜好性を抑えることにより、糖分摂取を調節することを解明した。すなわち、単純糖質の摂取を制御するネガティブ・フィードバック制御機構を解明した。また、オキシトシン陽性神経のSIRT1は、FGF21シグナルを促進することにより、FGF21-オキシトシン系によるネガティブ・フィードバックを効きやすくすることにより、単純糖質嗜好性を抑制することを解明した。これらの研究成果を、Nature Communications (2018)に報告した。
次に、脳内の2か所(視床下部室傍核と視床下部視索上核)に存在するオキシトシン神経のうち、どちらが糖分摂取の調節に重要であるかを、ウイルスベクターを用いて検証した。オキシトシンCreマウスに対して、Cre依存的にSIRT1発現を誘導できるベクターを用いて、部位特異的なSIRT1増加を行い、視床下部室傍核のオキシトシン神経が重要であることを見出した。
さらに、SIRT1による脂質嗜好性の制御機序の解明も進めた。神経系のSIRT1による脂質嗜好性の亢進作用は、中鎖脂肪酸特異的であることを見出した。また、同現象を担う脳内エフェクター分子の候補を同定した。さらに、中鎖脂肪酸摂取を脳に伝える代謝性シグナルの探索も行った。

現在までの達成度 (区分)
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

単純糖質嗜好性のメカニズム解明が大幅に進み、第一報となるNaure Communications論文を2018年に発表できた。続報に必要なデータも、多く得られた。
さらに、脂質嗜好性の制御機序の解明の端緒となるデータをいくつも得ることが出来た。

今後の研究の推進方策

単純糖質嗜好性を制御する脳内の神経ネットワークの解析を進める。特に、視床下部室傍核のオキシトシン神経の標的となる下流の神経核・細胞集団の同定を、逆行性ウイルスベクターなどを用いて進める。
また、脂質嗜好性の制御機序の解明に関しても、単純糖質嗜好性の制御機序の解明で用いた同じ研究戦略を用いて、制御機序の全容の解明を進める予定である。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Neuronal SIRT1 regulates macronutrient-based diet selection through FGF21 and oxytocin signalling in mice2018

    • 著者名/発表者名
      Matsui Sho、Sasaki Tsutomu、Kohno Daisuke、Yaku Keisuke、Inutsuka Ayumu、Yokota-Hashimoto Hiromi、Kikuchi Osamu、Suga Takayoshi、Kobayashi Masaki、Yamanaka Akihiro、Harada Akihiro、Nakagawa Takashi、Onaka Tatsushi、Kitamura Tadahiro
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 ページ: 4604

    • DOI

      10.1038/s41467-018-07033-z

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Oxytocin neuron in the paraventricular nucleus of the hypothalamus regulates FGF21- and SIRT1-based simple sugar preference in mice2019

    • 著者名/発表者名
      Sho Matsui, Tsutomu Sasaki, Daisuke Kohno, Tadahiro Kitamura
    • 学会等名
      Keystone symposium on Functional Neurocircuitry of Feeding and Feeding Disorders
    • 国際学会
  • [学会発表] Neuronal SIRT1 regulates macronutrient-based diet selection through FGF21 and oxytocin signalling in mice2019

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Sasaki, Sho Matsui, Daisuke Kohno, Tadahiro Kitamura
    • 学会等名
      Keystone symposium on Functional Neurocircuitry of Feeding and Feeding Disorders
    • 国際学会
  • [学会発表] 視床下部室傍核オキシトシンニューロンのSIRT1がショ糖嗜好性を制御する2018

    • 著者名/発表者名
      松居翔、佐々木努、河野大輔、橋本博美、小林雅樹、北村忠弘
    • 学会等名
      第39回日本肥満学会
  • [学会発表] 糖を食べたいと思うメカニズム2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木努
    • 学会等名
      第40回日本臨床栄養学会・第39回日本臨床栄養協会大連合大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Neuronal Sirt1 regulates macronutrient-based diet selection through FGF21 and oxytocin signalling in mice.2018

    • 著者名/発表者名
      Sasaki T, Matsui S, Kitamura T
    • 学会等名
      26th Annual meeting of the Society for the Study of Ingestive Behavior
    • 国際学会
  • [学会発表] SIRT1はショ糖摂食選択行動を制御する2018

    • 著者名/発表者名
      松居翔、佐々木努、河野大輔、橋本博美、小林雅樹、北村忠弘
    • 学会等名
      第72回日本栄養・食糧学会
  • [学会発表] SIRT1はFGF21-NRF2-oxytocinシグナルを介してショ糖嗜好性を制御する2018

    • 著者名/発表者名
      松居翔、佐々木努、河野大輔、橋本博美、小林雅樹、北村忠弘
    • 学会等名
      第91回日本内分泌学会
  • [備考] 長寿遺伝子が「糖への欲求」を抑えるしくみを解明しました

    • URL

      https://www.imcr.gunma-u.ac.jp/?post_type=research_result

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公開日: 2019-12-27  

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