肉体的・精神的疾患による味覚の変化を引き起こす脳内メカニズムの解明

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21H02148
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 生理学研究所
• 研究代表者: 中島 健一朗 生理学研究所, 生体機能調節研究領域, 准教授 (70554492)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2025-03-31
• キーワード: 味覚 / 視床下部 / 糖尿病 / ストレス

研究実績の概要

味覚は空腹や満腹など生理状態の変化に呼応して変化することが知られている。一方、代謝疾患などの健康状態の悪化や精神状態の変化が味覚に及ぼす影響については、断片的な報告が中心で統一的な理解がなされておらず、そのメカニズムについてはほとんど分かっていない。そこで、本研究では我々が最近見出した空腹時に食物を美味しく感じさせる働きをもつ視床下部神経ネットワークに注目し、肉体や精神的な変化により味の感じ方がかわる仕組みを解明する。本研究の成果は疾患によって変容した味の感じ方や嗜好性を正常化させ、健康を回復させる上で大きく役立つことが期待される。
2021年度は特に糖代謝異常に焦点を当て、より疾患に近い状態における中枢神経系と味覚の感じ方の関係を検証するため、投与することで糖欠乏状態を引き起こすことのできるグルコースアナログ、2-Deoxy-Glucose(2-DG)を用いて、糖代謝疾患時の味覚評価実験を実施するための予備的な検証を行った。2-DGをマウスに投与後に活性化している神経を神経活動マーカーc-fosを指標に評価したところ、視床下部に存在する強力な摂食促進神経であるAgRP神経が強く活性化していることが明らかになった。

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

我々はこれまでに、脳基底の視床下部弓状核に局在するアグーチ関連ペプチド産生神経(AgRP神経)が空腹時に活性化して甘味や苦味の嗜好性を変化させることを明らかにした(Fu et al., Nat.Commun., 10, 4560, 2019)。2021年度は特に糖代謝異常に焦点を当て、より疾患に近い状態における中枢神経系と味覚の感じ方の関係を検証するため、グルコースアナログである2-Deoxy-Glucose(2-DG)を用いた検証を行った。2-DGは全身において解糖系の働きを阻害し、糖欠乏状態を引き起こす薬剤である。2-DGをマウス腹腔内に投与後に活性化している神経を神経活動マーカーc-fosを抗体染色することで探索したところ、視床下部AgRP神経が強く活性化していることが明らかになった。現在、2-DGを投与したマウスとそうでないマウスとで味覚嗜好性がどのように変化するかをリッキングテストを用いて検証中である。

今後の研究の推進方策

糖代謝異常が味覚に及ぼす影響をさらに明らかにするため、2-DG以外にストレプトゾトシン誘導性糖尿病モデルマウスを用い、味覚嗜好性がどのように変化するかを明らかにする。また、これらの条件における視床下部をはじめとして脳内の神経活動の変化についても合わせて検証する。さらに、糖代謝異常時に活性化したAgRP神経などの活動を神経活動を人工的に調節できるDREADD受容体を用いて制御することで、味覚が正常化するかについても検証する。一方、精神状態と味覚の関係の検証には社会的敗北ストレスなどのストレスのマウスモデルを用い、検証を行う。

研究成果

• [雑誌論文] De novo transcriptome analysis and comparative expression profiling of genes associated with the taste-modifying protein neoculin in Curculigo latifolia and Curculigo capitulata fruits (2021)
  • 著者名/発表者名: Okubo T, Terauchi K, Okada S, Saito Y, Yamamura T, Misaka T, Nakajima K, Abe K, Asakura T
  • 雑誌名: BMC Genomics 巻: 22 ページ: -
  • DOI: 10.1186/s12864-021-07674-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Recent Advances in Neural Circuits for Taste Perception in Hunger. (2021)
  • 著者名/発表者名: Fu O, Minokoshi Y, Nakajima K
  • 雑誌名: Front Neural Circuits 巻: 15 ページ: -
  • DOI: 10.3389/fncir.2021.609824
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Hypothalamic neuronal circuits regulating hunger-induced taste modification (2022)
  • 著者名/発表者名: 中島健一朗
  • 学会等名: 2022年度日本農芸化学大会
  • 招待講演
• [学会発表] 空腹が味覚に及ぼす影響の検証 (2021)
  • 著者名/発表者名: 中島健一朗
  • 学会等名: 日本味と匂学会第55回大会
  • 招待講演
• [学会発表] 味覚の脳内伝達とその調節を担う神経メカニズム (2021)
  • 著者名/発表者名: 中島健一朗
  • 学会等名: 第5回愛知糖尿病・内分泌研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 空腹によって味覚を変化させる脳内メカニズム (2021)
  • 著者名/発表者名: 中島健一朗
  • 学会等名: 第15回日本分子イメージング学会総会・学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 空腹時に味覚を変化させる視床下部神経ネットワークの解明 (2021)
  • 著者名/発表者名: 中島健一朗
  • 学会等名: 第75回日本栄養・食糧学会大会