【研究領域課題番号】19H02967 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

昆虫 / 摂食行動 / 内分泌 / 共食い行動 / 脂質 / 雑食性 / 代謝 / 選好性 / ホルモン

【研究成果の概要】

本研究では、雑食性のフタホシコオロギで、栄養分選好性を分子レベルで探究した。期間内には、以下の成果を得た。①NPF、インスリン様ペプチド、AKHが、脂質生合成経路と連携し行動調節していることが分かった。②栄養分のセンサーである側心体のRNA-Sequencing解析により、AKHを中心とした内分泌ネットワークを明らかにした。③食性を特徴づける餌成分として、脂質が重要であることが分かったが、化学構造の同定には至っていない。
本申請で掲げた最終目標まで到達できなかったものの、本成果の延長上に、全生物種で認められる本能的な栄養分選好性行動解明のパイロット研究となると期待できる。

【研究の社会的意義】

近年、モデル昆虫化が進んでいるフタホシコオロギにおける内分泌系を網羅的に明らかにできたことは当該分野に貢献した。また、生物全般が持っている本能行動（摂食行動や共食い行動など）における分子レベルでの解明への大躍進ができた。
さらに、本研究で用いたフタホシコオロギは、近年に昆虫食で注目されている。この種の行動様式や代謝系が明らかになったことは、将来的に安全な代替タンパク質としてのフタホシコオロギを利用される可能性が高いことを考えると、本研究は生化学的な知見を増強する上で重要であったと考えられる。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31

【配分額】17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)

【研究分野】基礎獣医学・基礎畜産学

【研究領域課題番号】08306016 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

視床下部 / 摂食行動 / 代謝 / 糖尿病 / 肥満 / 成長ホルモン / レプチン / 形質転換動物

【研究成果の概要】

本研究の主要な目的は,視床下部による代謝と摂食の制御機構の神経機序を追究することで,肥満,糖尿病,摂食異常などの病態を制御するとともに,脂肪蓄積や体成長を中枢性に制御する方法論の基礎を確立することである.このために,我々が既に作出しているヒト成長ホルモン遺伝子導入形質転換ラットに加えて,新たにヒト成長ホルモン受容体遺伝子,ならびに摂食・代謝制御に関わる遺伝子として同定されたobese(ob)遺伝子を導入した形質転換ラットを作出し,これら三者,あるいは三者間の子孫を代謝疾患モデル動物として確立させることを試みた.ヒト成長ホルモン遺伝子を発現する形質転換ラットでは,視床下部におけるソマトスタチンニューロンの活動が亢進し,成長ホルモンのパルス状分泌が抑制され,高度の肥満を呈することが明らかとなった.一方,ヒト成長ホルモンおよびヒト成長ホルモン受容体をもつバイジェニックラットでは,脂肪重量,血中レブチン濃度の減少が認められた.すなわち,肝臓に成長ホルモン受容体が過剰に発現することにより,脂肪重量が低下することが明らかとなった.一方,視床下部による摂食の制御については,アンチセンスDNAを効率に細胞内に取り込ませるHVJリポソーム法によりGABA合成酵素(GAD)アイソザイム遺伝子を視床下部により投与し,GAD65が摂食の制御に深く関わっていることを明らかにした.これらの結果より,成長ホルモンのパルスパターンを変化させたり,GAD65などの遺伝子の発現を制御することにより,肥満,糖尿病,摂食異常などの病態を制御することができることが考えられた.

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】1996 - 1998

【配分額】21,800千円 (直接経費: 21,800千円)

【研究分野】基礎獣医学・基礎畜産学

【研究領域課題番号】07506004 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

アンチセンス・オリゴヌクレオチド / 視床下部 / 代謝 / 摂食行動 / 肥満 / 走行運動 / α-アミノ酪酸 / グルタミン酸脱炭酸酵素 / γ-アミノ酪酸

【研究成果の概要】

本研究においては,GABA合成酸素(GAD)遺伝子に対するアンチセンスDNAの効果の解析を主として行った.GADにはGAD65とGAD67のアイソザイムがあり,別個の遺伝子によりコードされている.それぞれの遺伝子の開始コドンを含む15塩基のアンチセンスDNAを作成し,ラットの視床下部腹内側核に新たに開発したHVJ-リボゾーム法により投与したところ,摂食量,体重が有意に抑制され,一方行動量が増加することが明かとなった.また,GAD67アンチセンスDNAの効果の方がGAD65アンチセンスDNAの効果よりもどの指標に対しても大きく,また持続的であった.さらに,アンチセンスDNAをFITCによりラベルし,ニューロンの特異マーカーとの2重染色により,アンチセンスDNAはニューロンに効率よく取り込まれていることが明かとなった.補酵素との結合やニューロン内の分布などの違いから,生体の置かれた状況に応じた一過的,あるいは動的なGAD活性の変化はGAD65の活性変化に依存していると考えられているが,GAD67の活性調節機構やその意義は明らかではない.摂食量,体重,行動の日内パターンなどの指標に対してGAD67アンチセンスDNAの方がより大きな効果を発揮したという結果は,GAD67はより持続的なGAD活性の制御に関与しており,GABAの日内変動や,生体の恒常性の維持に関わるGABAの産生を司どっているのがGAD67であるということを示唆している.さらに,免疫組織科学的検討により,GAD65とGAD67を発現するニューロンは別個に存在することが明らかとなった.これらの結果より,VMHは内部環境の変化を持続的にモニターし,GAD67遺伝子の発現を介して生体内の物質とエネルギーの長期的な平衡を制御していることが考えられ,またアンチセンスDNAを用いてこれらの遺伝子の発現を抑制することにより,動物の代謝機能を抑制できることが明らかとなった.

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】1995 - 1997

【配分額】13,400千円 (直接経費: 13,400千円)