| 研究課題/領域番号 |
19K20136
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
Hu Di 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (60758580)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 慢性疲労 / ストレス / 内分泌異常 / 食欲ホルモン |
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| 研究実績の概要 |
慢性疲労症候群の詳細な発症メカニズムは未だに分かっておらず、根本的な治療方法は確立されていない。本研究は疲労の慢性化形成機序を明らかにするため、独自に慢性疲労モデルを開発した。先行研究では、ラットを8日間・14日間水浸負荷させた直後に血中レプチン濃度が低下し、グレリン濃度が上昇した。大変興味深いことに、血中ACTH、a-MSH濃度も上昇した。通常空腹時、グレリン濃度が上昇し、レプチンの分泌を抑制される。その上昇したグレリンが視床下部弓状核においてNPY/AgRPニューロンを活性化させ、POMC/CART神経を抑制する働きが知られている。しかし疲労負荷中、POMCシグナル下流に位置するACTHおよびa-MSHの血中濃度上昇が、上昇したグレリンの視床下部POMC神経抑制作用ができていない状態に示し、制御機能の異常の可能性を示唆した。また、レプチンは視床下部を介し交感神経を活性化させ、摂食抑制・エネルギー消費増加すると報告され、グレリンは交感神経に抑制的に働く。このため、グレリンの上昇とレプチンの低下は交感神経を抑制すると考えられる。しかし、ストレス反応により交感神経が活性化されることが知られており、数多くのストレスモデルでは交感神経の活性化も報告された。つまりレプチン・グレリンの交感神経制御機能が慢性疲労において異常になる可能性を示唆した。慢性疲労モデルにレプチンリコンビナント蛋白質、グレリン阻害剤の短期・長期投与を行い、投与による疲労回復遅延や精神疲労指標の回復等に対する影響を明らかにした。
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| 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
慢性疲労モデルにレプチンリコンビナント蛋白質、グレリン阻害剤の短期・長期投与を行った。投与による疲労回復遅延や精神疲労指標の回復等に対する影響を明らかにした。方法として、レプチンリコンビナント蛋白質・グレリン阻害剤の慢性疲労モデルに末梢投与（短期）は腹腔内投与で行い、脳内投与（長期）は動物頚背部皮下に浸透圧ポンプを埋入し、頭部に固定するガイドカニューレと繋いで行う。投与タイミングと投与濃度については既報論文（Lu et al, PNAS 2006; Lutter et al. Nat neurosci 2008 ）を参考し慢性疲労モデルに適する条件を検討した。投与前後の自発活動量や強制水泳、摂食量等を検討した。またレプチン・グレリンの影響を受ける血中a-MSH等を測定した。
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| 今後の研究の推進方策 |
慢性疲労時の自律神経の変化およびレプチン・グレリンの関与を明らかにするために、以下の実験を行う。テトメトリーシステムを用いて、慢性疲労モデルの自律神経機能を測定する。慢性疲労モデルを作成する前にテレメーター（F50-EEE）を頚背部皮下に外科的に埋入する。このテレメーターは心拍数のほか、深部体温と活動量を測定できる。これらのパラメーターを使い手術の影響がなくなることを確認した上で、慢性疲労モデル作製を開始する。心電図の心拍変動解析を用いて、交感神経と副交感神経の両方の活動を反映するLFパワー、副交感神経の活動を反映するHFパワーおよび自律神経バランス指標（LF/HF比）の慢性疲労時の経時的変化を検討する。さらにレプチンリコンビナント蛋白質・グレリン阻害剤の脳内投与を行い、慢性疲労時の自律神経機能の変化を検討する。
さらに、PETイメージングを用いて、慢性疲労によるレプチン・グレリンの中枢神経変調を捉え、関連領域を特定する。そのため、以下の実験を行う。慢性疲労モデルの疲労負荷期間を3日間・8日間・14日間にそれぞれ作製し、PETイメージングを行う。PETプローブはセロトニントランスポーターである[11C]DASBを使用する。より詳細なプローブ集積情報を得るために、PETスキャン終了直後に、同じ動物の脳組織を使い、ARG（autoradiography）実験を合わせて実施し、慢性疲労により変化する脳内領域を特定する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
実験は使用計画通りにおおむね順調に進展しているが、モデル動物へのリコンビナント蛋白質、阻害剤の短期・長期投与条件が予想より難しかった。特に動物頚背部皮下に浸透圧ポンプを埋入し、頭部に固定するガイドカニューレと繋ぐ実験において、投与タイミングと投与濃度等の実験条件を複数回にわたって検討した。そのため、本番の実験まだ行っていない。予定より多くの機材や試薬、動物等の購入していないので、次年度使用額が生じた。
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