古屋大学大学院医学系研究科 研究科長 髙橋雅英 統合生理学 中村佳子
こ 助教 中村和弘 教授 研究
群馬大学 ン健康科学大学 共 研究 飢餓を生 延 た
機能 脳 神経回路 鍵 仕組 を解明 た
人を含 た哺乳類 空腹や飢餓 体内 エネ 消費 熱産生
を減 反応 生 食物を摂 行動 促進さ こ
飢餓反応 空腹を脳 視床 部 感知 生 飢餓信号 引 金
視床 部 飢餓信号 飢餓反応を引 起こ 脳 神経回路
ニ 長 謎 た
研究 ラット マウ を使 た実験 視床 部 飢餓信
号を け 活性化さ 体内 熱産生 代謝 を抑制 神経細胞群を 延髄
網様体 注 場所 見 け た こ 神経細胞 働 く
飢餓信号 作用 熱産生を抑制 く た た こ 網様体 神
経細胞群 摂食や咀嚼を促進 機能を持 こ わ た
こ う 今回発見 た網様体 神経細胞群 視床 部 飢餓信号
応 エネ 節約 摂 両方 飢餓反応を 時 駆動 こ
飢餓を生 延 仕組 重要 役割を担うこ 本研究 明
た
本研究成果 過度 ダイエットや拒食 生 低体温症 注 や 飢餓反
応 異常亢進 肥満症 発症 ニ 解明 治療法 開発 用
あ 期待さ
本研究成果 国際科学誌 （ell ２e下abolじ上m 米国東部時間 「017 1 5 日
付け 電子版 掲載さ た
本研究 科研費 新学術領域 温度生物学 包括脳ネットワ 適応
回路シ ト 若手研究 A B 基盤研究 B 国際活動支援班 科学技術振興
機構 JST 戦略的創造研究推進事業 個人型研究 さ け 内閣府 最先端
次世代研究開発支援 ラ 米国 国立衛生研究所 ラント 武田科学振興財
団 中島記念国際交流財団 原記念生 科学財団 イン イエン 振興財
団 興和生 科学振興財団 支援を け 実施さ た
飢餓を生き延びるための脳の仕組みを解明
成 「9 1 6 日
飢餓 生 延び 脳 仕組 解明
イン
○哺乳類 空腹 活性化さ 脳 新規 神経細胞 発見
○こ 神経細胞 延髄 網様体 あ 視床 部 感知 空腹 信 け エ
ギ 消費 熱産生 抑制 摂食や咀嚼 進 こ わ
○空腹時 体内 エ ギ 蓄え 飢餓 生 延び 能 備わ 脳 神経回路
中心的 役割 担う神経細胞 回路 明
． 背景
人 含 哺乳類 空腹や飢餓 熱 産生 表さ エ ギ 消費 減 反応
生 食物 摂 行動 進さ こ 飢餓反応 空腹 あ こ
脳 視床 部 感知 際 放出さ ュ ロペプ Ｙ ば 神経ペプ 注 視床
部 一部 作用 こ 引 金 生 視床 部 飢餓信 エ ギ 消費
抑 制 摂 食 進 い う 飢餓 反 応 発現 至 神経 回 路 わ い せ 特 熱 産生 体温調節 摂食 交感神経系 運動神経系 注 いう独立 神経系
調節さ こ 脳 う 統合的 調節 飢餓反応 引 起こ 長
謎
． 研究成果
中村教授 研究グ プ ッ ウ 使 交感神経系 通 褐色脂肪組織 注 熱 産生 調節 脳内 神経細胞群 探索 中 新規 神経細胞群 延髄 網様体 ば 場 所 見 け こ 神経細胞群 視床 部 ュ ロペプ Ｙ 飢餓信 け 活性化 さ GABA 注 いう神経伝 物質 用い 神経伝 行う特徴 GABA 作動性 持 い
図 DREADD技術 注 用い こ 網様体 GABA作動性神経細胞群 け 活性化 交
感神経系 抑制さ 褐色脂肪組織 熱産生 強く抑制さ こ 網様体 神経細胞群 働 く 視床 部 ュ ロペプ Ｙ 作用 熱産生 抑制さ く
こ 実験結果 網様体 GABA 作動性神経細胞群 視床 部 飢餓信 活性 化さ 交感神経系 抑制 こ 熱産生 エ ギ 消費 抑制 働 あ こ 示 い
興味深いこ 研究グ プ こ 網様体 GABA 作動性神経細胞群 熱産生 調節 交感 神経系 け く 咀嚼 駆動 運動神経系 信 送 こ 見い こ 網様体 神経 細胞群 刺激 褐色脂肪組織 熱産生 抑制 エ ギ 節約 咀嚼運動 引 起こさ 摂食量 増加 エ ギ 摂 図 一部 ッ 唾液分泌 進さ こ 飢餓時 生体 生 典型的 飢餓反応
こう 実験結果 回発見 網様体 GABA作動性神経細胞群 視床 部 飢餓信 活性化さ 信 交感神経系 運動神経系 伝え こ エ ギ 節約 摂 両方 飢餓反応 時 駆動 いう重要 役割 担うこ 明 図
研究 明 仕組 空腹時 体内 エ ギ 蓄積 飢餓 生 延び 能
機能 脳 神経回路 的 仕組
図 ： ュ ロペプ Ｙ注入 神経活動 活性化 発火回数 増加 延髄網様体 神経細胞 A 麻酔 ッ 単一細胞 活動記録 発火 神経細胞 電気的活動 あ 発火回数 増加
こ 神経細胞 伝 さ 電気信 増加 こ 表 延髄網様体 神経活動 活性化 並行 褐色脂肪熱産生 徐々 消失 A 褐色脂肪組織交感神経活動 wer 交感神経活 動 波形 解析 活動 大 さ 定量化 あ 活動記録 単一神経細胞 標識 緑
GABA 作動性神経細胞 赤 染色 B 矢印 こ う ュ ロペプ Ｙ注入 活性化さ GABA作動性神経細胞 網様体 分布 い C 矢印 B 示 細胞
図 ：網様体神経細胞 薬物刺激 褐色脂肪組織 熱産生 消失 咀嚼運動 引 起こさ A 咀嚼 筋電活動 拡大 周期的 咀嚼運動 記録さ B 網様体神経細胞 薬物刺激 摂食量 増加 C
図 ：飢餓 生 延び 脳 備わ 神経回路 模式図 通常 熱産生 体温調節 摂食 交感神経系 運動神経系 独立 制御さ 空腹 飢餓時 視床 部 ュ ロペ プ Y 作用 飢餓信 延髄 網様体 伝 さ こ 活性化さ 網様体神経細 胞 交感神経系 抑制 こ 熱産生 抑制 エ ギ 節約 運動神経系 咀嚼
信 送 こ 咀嚼 摂食 進 エ ギ 摂 させ
． 展開
研究 飢餓反応 生 出 神経回路 基 的 仕組 明 こ 神経回路 熱産生 抑制 通 体温 させ こ 現 社会 増加 い 過度 イエッ や拒食
栄養 足 生 体温症 発症 関わ い 考え こ 飢餓反応 神
経回路 何 原因 常時 活性化さ 肥満症 考え 新 発症
発見 可能性 あ 研究成果 さ 発展させ 体温や 謝 調節 脳 質的 仕組 全貌解明 進 体温症や肥満症 関連疾患 発症
解明 治療法 開発 貢献
． 用語説明
注 延髄 網様体
延髄 脳 中 脊髄 最 近い部 あ 吸や血圧調節 生 維持 必要 多く 生 体調 節 機 能 担 う 延 髄 中 網様 体 ば 領 域 神経 細 胞 神 経 線 維 絡
網目状 構造 持 こ う 称 ば 網様体 様々 生体機能 制御 関 わ こ 知 い 謝や熱産生 調節機能 持 こ 研究 初 明
注 体温症
体 深部 体温 熱 ℃ 症状 体温症 引 起こ 要因 様々 知 い 過度 拒食や イエッ 飢餓状態 栄養 足 一因
注 神経ペプ
神経線維 軸索 端 放出さ ペプ ア 酸 鎖状 物質 総称 神 経伝 物質 働く 神経ペプ 中 ュ ロペプ Y 空腹や飢餓 時 視床 部 室傍 脳領域 放出さ 脳領域内 神経細胞 作用 こ 飢餓信 神 経伝 引 金
注 交感神経系 運動神経系
交感神経系 自 神経系 構成 主要 神経系 一 あ 脳 指 け 交感神 経系 働 熱産生 活性化 血圧 昇 脈拍 増加 生 維持 関わ 多様 生理反応 生 交感神経 反応 意識や意志 関 く自動的 自 的 起こ
一方 運動神経系 歩く 話 食 意志 基 い 骨格筋 運動 行う 指 伝 神経系 あ こ う い わ う 交感神 経系 自 神経系 運
動神経系 脳内 異 神経回路 制御さ 一般的 考え い
注 褐色脂肪組織
褐色脂肪組 織 熱 産生 能力 持 特殊 脂肪組織 あ 褐色脂肪組織内 脂肪細胞 コ ン ア ば 細胞 内器 官 豊富 持 組織 褐色 こ こ う 称 ば 交感神経系 通 指 け コン ア 熱 産生 寒冷環境 体 温 防い 感染時 発熱 引 起こ
注 G
γ-ア 酪酸 ン ア 酪酸 gamma-aminobutyric acid いう神経伝 物質 略称 G 作動性神経細胞 神経線維 軸索 端 G 放出 G け 次 神 経細胞 活動 抑制さ
注 DREADD技術
DREADD Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drug 略 ア コ ン 容体 遺伝子改変 人工 容体 ザイ 容体 あ こ 人工 容体 け 活 性 化 薬 物 clozapine-N-oxide CNO 投 こ こ 人 工 容 体 発 現 さ せ 細 胞 け 活性化あ い 抑制 こ 研究 遺伝子導入技術 用い hM3Dq
いう人工 容体 網様体 GABA作動性神経細胞群 発現させ CNO 投 こ こ 神経細胞群 け 刺激
．
発表雑誌：
Yoshiko Nakamura, Yuchio Yanagawa, Shaun F. Morrison, Kazuhiro Nakamura. Medullary reticular neurons mediate neuropeptide Y-induced metabolic inhibition and mastication. Cell Metabolism 米国東部時間2017 1 5日付け 電子版 .
English ver.
http://www.med.nagoya-u.ac.jp/english01/dbps_data/_material_/nu_medical_en/_res/ResearchTopics/2016/gaba_20170106en.pdf
