体液恒常性を司る脳内機構の研究

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24220010
• 研究機関: 基礎生物学研究所
• 研究代表者: 野田 昌晴 基礎生物学研究所, 統合神経生物学研究部門, 教授 (60172798)
• 研究期間 (年度): 2012-05-31 – 2017-03-31
• キーワード: 神経科学 / 脳・神経 / 体液恒常性 / イオンチャンネル / シグナル伝達

研究実績の概要

1. 口渇感と塩欲求が体液状態に応じて制御される神経機構の解明：平成27年度に見出した脳弓下器官(SFO)の水欲求を担う水ニューロンと塩欲求を担う塩ニューロンの制御機構について解析した。SFOにおいて、塩欠乏時にはコレシストキニン(CCK)によって活性化される抑制性ニューロンが水ニューロンの活動を抑えることがわかった。一方、脱水時にはNaxを介して活性化される抑制性ニューロンが塩ニューロンの活動を抑えることがわかった。
2. TRPV4とNaxによる飲水行動制御の神経機構の解明： 平成27年度、脳室に高張食塩水を注入するとNaxが活性化し、その下流でエポキシエイコサトリエン酸(EET)を介したTRPV4の活性化が起き、飲水行動が誘発されることを見出した。そこで、Nax発現部位であるSFOと終板脈管器官(OVLT)をそれぞれ破壊したところ、OVLTの破壊によって高張食塩水の注入に応じた飲水が失われることがわかった。そこで、OVLTの組織を採取し、EETの量を定量した。野生型マウスでは脱水によりOVLT組織中のEET量が増加することが確認された。一方、Nax遺伝子欠損マウスではEETの増加は観察されなかった。
3. 感覚性脳室周囲器官に特異的に発現する分子の機能解析： RNA-seqによるトランスクリプトーム解析によって見出したSFOやOVLTに特異的に発現する分子のうち、細胞レベルでNa+センサーとしての特性が観察されたものについて、遺伝子発現を抑制する人工マイクロRNA(miRNA)を作成し、マウスのSFO及びOVLTに導入した。脳室に高張食塩水を投与した際に誘発される飲水量を調べたところ、一部のmiRNA導入個体において正常群よりも飲水量が減少し、飲水行動に関わるセンサー分子である可能性が示唆された。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

備考

所属機関プレス発表(Nature Neuroscience掲載分）。

研究成果

• [雑誌論文] Nax signaling evoked by an increase in [Na+] in CSF induces water intake via EET-mediated TRPV4 activation (2016)
  • 著者名/発表者名: Sakuta Hiraki、Nishihara Eri、Hiyama Takeshi Y.、Lin Chia-Hao、Noda Masaharu
  • 雑誌名: American Journal of Physiology - Regulatory, Integrative and Comparative Physiology 巻: 311 ページ: R299～R306
  • DOI: 10.1152/ajpregu.00352.2015
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Detection of LacZ-Positive Cells in Living Tissue with Single-Cell Resolution (2016)
  • 著者名/発表者名: Doura Tomohiro、Kamiya Mako、Obata Fumiaki、Yamaguchi Yoshifumi、Hiyama Takeshi Y.、Matsuda Takashi、Fukamizu Akiyoshi、Noda Masaharu、Miura Masayuki、Urano Yasuteru
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 55 ページ: 9620～9624
  • DOI: 10.1002/anie.201603328
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Sodium sensing in the subfornical organ and body-fluid homeostasis (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiyama Takeshi Y.、Noda Masaharu
  • 雑誌名: Neuroscience Research 巻: 113 ページ: 1～11
  • DOI: 10.1016/j.neures.2016.07.007
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Adipsic hypernatremia without hypothalamic lesions accompanied by autoantibodies to subfornical organ (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiyama Takeshi Y.、Utsunomiya Akari N.、Matsumoto Masahito、Fujikawa Akihiro、Lin Chia-Hao、Hara Keiichi、Kagawa Reiko、Okada Satoshi、Kobayashi Masao、Ishikawa Mayumi、Anzo Makoto、Cho Hideo、Takayasu Shinobu、Nigawara Takeshi、Daimon Makoto、Sato Tomohiko、Terui Kiminori、Ito Etsuro、Noda Masaharu
  • 雑誌名: Brain Pathology 巻: 27 ページ: 323～331
  • DOI: 10.1111/bpa.12409
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Distinct neural mechanisms for the control of thirst and salt appetite in the subfornical organ (2016)
  • 著者名/発表者名: Matsuda Takashi、Hiyama Takeshi Y、Niimura Fumio、Matsusaka Taiji、Fukamizu Akiyoshi、Kobayashi Kenta、Kobayashi Kazuto、Noda Masaharu
  • 雑誌名: Nature Neuroscience 巻: 20 ページ: 230～241
  • DOI: 10.1038/nn.4463
  • 査読あり
• [学会発表] A 3-year-old case with non-structural adipsic hypernatremia detected the specific antibody response to mouse subfornical organ (2016)
  • 著者名/発表者名: Akari Utsunomiya, Takeshi Hiyama, Satoshi Okada, Reiko Kagawa, Sonoko Sakata, Masaharu Noda, and Masao Kobayashi
  • 学会等名: ENDO2016 (第98回米国内分泌学会)
  • 国際学会
• [学会発表] 感覚性脳室周囲器官を認識する自己抗体の産生と無飲症性高ナトリウム血症 (2016)
  • 著者名/発表者名: 檜山武史、藤川顕寛、松本匡史、渡辺英治、松田晋一、梶原博、新村文男、宇都宮朱里、香川礼子、原圭一、岡田賢、小林正夫、石川真由美、長秀男、安蔵慎、高安忍、二川原健、野田昌晴
  • 学会等名: 第89回日本内分泌学会学術総会
• [学会発表] 体液恒常性制御の脳内機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 檜山武史
  • 学会等名: 天然薬物研究方法論アカデミー第19回岡崎シンポジウム
• [備考] 水ニューロンと塩ニューロンの発見 - 口渇感と塩分欲求が生じる脳機構の解明 -
  • URL: http://www.nibb.ac.jp/press/2016/12/20.html