【研究分野】食生活学

【研究領域課題番号】17H01962 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

エネルギー代謝 / 脳腸相関 / 栄養学 / 食品 / 脳・神経 / 遺伝子 / マイクロアレイ

【研究成果の概要】

転写因子Skn-1a欠損(S-KO)マウスは、野生型(WT)マウスに比較して、摂食量（通常食および高脂肪食）に変化がないにも関わらず、体脂肪率・体重増加率の優位な低下、エネルギー消費量の優位な増加が観察された。S-KOマウスは消化管の化学受容細胞（甘・苦・旨味受容細胞、刷子細胞）が消失している。これまでに、刷子細胞に発現するX-GPCRを欠失した(X-KO)マウスにおいてもWTマウスに較べ摂食量に変化はないが、優位な体重増加の低下が観察された。本研究では、化学受容細胞とくに刷子細胞を起点とする食シグナルのエネルギー代謝制御の解析を行なった。
これまでに、摂食/絶食条件下あるいは通常食/高脂肪食摂取のいずれの場合においても、S-KOマウス視床下部室傍核(PVN)の恒常的c-fos抗体シグナルを観察した。本年度は、S-KOマウスのPVN以外の脳神経部位の活性化を確認するために脳組織全体のイメージング質量分析（I-MS）を行った。S-KOマウスとWTマウスのI-MSパターンは、大脳皮質、延髄孤束核、視床、視床下部において顕著な相違が見られた。そこで筆者らは、PVNに焦点を当てc-fosシグナルに連動して活性化する神経核の特定とそこに含まれる代謝物のI-MS解析が有効だと結論した。
エネルギー代謝調節における刷子細胞の関与を調べるために、X-KOマウスのPVNにおけるc-fosシグナルを解析した。絶食/摂食条件下においてc-fosシグナルの活性化を認めた。S-KOマウスにおけるc-fosシグナル強度よりは弱いが、刷子細胞を起点とするエネルギー代謝調節が生じる可能性が示された。
以上の結果から、消化管の化学受容細胞を介した摂食依存的なエネルギー代謝亢進はPVNの活性化によることが明らかになった。今後、その分子実態をI-MS分析により解析することが期待される。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【配分額】18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)

【研究分野】食生活学

【研究領域課題番号】15H02894 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

アルツハイマー病 / ロスマリン酸 / 食品 / 脳・神経 / 農林水産物 / 老化 / ポリフェノール / 脳神経疾患 / 痴呆 / フェニルプロパノイド / 抗アルツハイマー病

【研究成果の概要】

ポリフェノールにはアルツハイマー病（AD）を予防する疫学的知見が報告されているが生体内でのメカニズムは不明なことが多い。ADモデルマウスに、ロスマリン酸（RA）を摂食させると、脳内アミロイドβ（Aβ）の凝集が抑制された。本マウス脳のトランスクリプトミクスによりRA群において、脳内でAβ凝集抑制活性を有するモノアミン類の濃度が上昇する可能性が示唆された。野生型マウスを用いた試験では、RA摂食によりこの化合物の濃度が上昇し、さらにその分解酵素の抑制が示唆された。以上の結果からRA摂食により脳内においてモノアミン類の濃度が上昇することにより、ADを予防している可能性が考えられた。

【研究の社会的意義】

野菜や果物を多く摂取し、ポリフェノールを多く含む食品を摂取する食習慣がAD発症予防に繋がる可能性が、多くの論文により示されている。しかしこれらについては疫学的な知見が多く、メカニズム等の科学的なエビデンスは少ないのが現状である。本研究は、シソやローズマリーに含まれるポリフェノールの一種、ロスマリン酸を摂取すると、脳内で一部のモノアミン類が濃度上昇し、それらがAβ凝集を抑制するという、新たなメカニズムを見出した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【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】応用分子細胞生物学

【研究領域課題番号】23248058 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

食品 / 味覚 / 脳・神経 / シグナル伝達 / 細胞・組織

【研究成果の概要】

味覚システムの統合的解析は、(1)塩味受容(type I)細胞の膜電位特性を構築する遺伝子AnoI, Kene3, Sec61a1を見い出した。(2)PLC-beta2-WGAメダカの解析から、苦味およびアミノ酸の受容味細胞から終脳にいたる味覚伝達路の全容を解明した。PKD1L3-WGAマウスの酸味受容細胞からNST味覚領域の可視化にも成功した。(3)マウス離乳期に大脳味覚野で発現するSNAP25, EGr-2, Krox-20マーカー遺伝子が離乳期に固形食を摂取させたマウスでは流動食摂取に比べ顕著な発現化が生じた。(4)味覚刺激と食物選択に相関性があることを示した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31

【配分額】50,830千円 (直接経費: 39,100千円、間接経費: 11,730千円)

【研究分野】食生活学

【研究領域課題番号】18700625 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

食行動 / 高次脳機能 / 実験心理学 / 食品 / 脳・神経 / 記憶方式 / 味覚

【研究成果の概要】

味覚情報処理における高次脳機能の役割を明らかにすることを目的に、行動実験と脳機能計測を行った。行動指標を用いた実験では、認知処理と味知覚の関係を検討する一手法として言葉を用い、言葉が味のおいしさやなじみ評価に影響を及ぼすことを示した。一方、機能的近赤外分光分析法(fNIRS)を用いた脳機能計測実験では味わう際には、特に認知課題を課さなくとも、認知処理に関わるとされる前頭前野の活動が認められること、さらに、味に対する記憶課題を課した場合には、再認(思い出す)際に記銘(覚える)際よりも前頭前野の右半球の活動が、左半球より高いことを示した。これは、視聴覚の記憶実験で提案されているHemispheric Encoding Retrieval Asymmetry (HERA) モデルと一致しており、味覚の記憶でも視聴覚の記憶とよく似た様式で前頭前野が関与している可能性がある。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2006 - 2008

【配分額】3,430千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 330千円)

【研究分野】応用分子細胞生物学

【研究領域課題番号】16108004 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

味覚システム / トランスジェニック動物 / DNAマイクロアレイ / 味覚伝道路 / 摂食行動 / トランスジェニックメダカ / 魚T1Rs / 魚T2R / 味覚受容体 / アミノ酸 / 魚T2Rs / 味覚 / 食品 / ゲノム / シグナル伝達 / 脳・神経 / ホスホリパーゼCβ2 / 味覚行動 / モデル魚

【研究成果の概要】

味覚は、動物が適正な摂食行動を行う上で、そしてヒトが高度の食文化を形成し、近代食品産業を発展させる基盤として、きわめて重要な要因である。本年度は味の受容・伝達情報に関するゲノミクスとして、1)モデル魚を用いた味覚システム、2)味覚情報経路の解析を行い、以下の結果を得た。(1)GPCR→Gタンパク質→PLCβ2→TRPM5経路のうち、まず味覚バイオマーカーとして確認したPLCβ2がモデル魚(ゼブラとメダカ)の味蕾に発現すること、次いでT1R系およびT2R系のGPCRおよびTRPM5がヒトや齧歯類とほぼ同様に存在し、T1R1/3,T1R2/3で各種アミノ酸を、T2Rsで苦味物質を受容することを示し、ヒトから魚類に至る脊椎動物共通に「味の嗜好・忌避」システムが存在することを示した。またPLCプロモーターにドミナントネガティブGタンパク質を連結し、トランスジェニック(Tg)不活性型メダカを作出した。(2)T1R3プロモーターに小麦胚芽レクチンWGAを連結して発現させたトランスジェニックマウスを作出した。このマウスの味蕾、一次神経(GG,PNG,TG)および延髄孤束核(NST)におけるWGAシグナルの観察を行った。WGA mRNAおよびWGAタンパク質は、味蕾のT1R3陽性細胞にのみ発現し、他の味、苦味や酸味細胞には観察されなかった。また、鼓索神経節(GG)、舌咽神経節(NPG)、さらには延髄孤束核(NST)の一部の神経細胞にもWGAシグナルを観察し、甘・旨味受容に関わる味細胞-味神経-NST細胞の伝導路を解明することに成功した。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2004 - 2007

【配分額】101,530千円 (直接経費: 78,100千円、間接経費: 23,430千円)