腸脳相関による食べ物の好みの調節~糖嗜好性の調節に腸から脳へのシグナル伝達経路が関与する可能性~

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2025-05-07 東京大学

東京大学大学院総合文化研究科の研究チームは、腸と脳の相互作用が糖嗜好性(糖を好む傾向)に与える影響を明らかにしました。マウス実験により、腸管での糖の取り込みが求心性迷走神経を介して脳の前頭皮質を活性化し、糖を含む食物の摂取行動を促進することが示されました。この活性化には、ニューロンとアストロサイトのドーパミン受容体が関与しています。さらに、慢性的な心理的ストレス状態では、このシグナル伝達経路に異常が生じ、前頭皮質の活性化が見られず、糖嗜好性が低下することが確認されました。この研究は、腸脳相関を介した食の嗜好性形成メカニズムの解明に貢献し、将来的には代謝疾患や精神疾患の治療戦略への応用が期待されます。

腸脳相関による食べ物の好みの調節~糖嗜好性の調節に腸から脳へのシグナル伝達経路が関与する可能性~本研究で明らかになった腸脳相関による糖嗜好性調節機構の一端

<関連情報>

腸-脳神経連絡における迷走神経を介して伝達される即時グルコースシグナル Immediate glucose signaling transmitted via the vagus nerve in gut–brain neural communication

Serika Yamada ∙ Akiyo Natsubori ∙ Kazuki Harada ∙ Takashi Tsuboi ∙ Hiromu Monai
iScience  Published:May 5, 2025
DOI:https://doi.org/10.1016/j.isci.2025.112439

Highlights

  • Gut glucose sensing via SGLT1 rapidly activates frontal cortex astrocytes and neurons
  • Cortical astrocyte activation after gut glucose sensing robustly occurs also by D2DR
  • Cortical neurons activation after gut glucose sensing robustly occurs so also by D1DR
  • Frontal cortex activation after gut glucose sensing is absent in mice under CMRS

Summary

Sucrose consumption is influenced by certain gut–brain signaling mechanisms. One possible pathway could be the interaction between the vagus nerve and the central nervous system, mediated by neuropod cells forming synaptic connections with vagus nerves, which immediately activate the central dopaminergic pathways. In this study, we demonstrated that intestinal glucose administration activates the frontal cortex via the vagus nerve and central dopamine signaling. The immediate activation of both the vagus nerve and the frontal cortex was mediated by the sodium–glucose cotransporter 1 (SGLT1). Furthermore, Ca2+ signal activation in both astrocytes and neurons in the frontal cortex was mediated by D2 and D1 receptors, respectively. Finally, we showed that psychological stress, which causes a sucrose preference reduction, significantly diminished the activation levels of both the vagus nerve and the frontal cortex. These findings highlight the role of a comprehensive gut–brain network via vagus nerves in modulating sucrose preference.

生物工学一般
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