2022-09-21 名古屋大学,科学技術振興機構
ポイント
- 視床下部室傍核のオキシトシンニューロンが、褐色脂肪熱産生を駆動する延髄縫線核領域のニューロン群に神経伝達することが明らかになりました。
- このオキシトシン神経路の活性化が交感神経系の活動を高め、褐色脂肪熱産生を誘導するとともに心拍数を増加させることが明らかになりました。
- 本研究で明らかにされたオキシトシン神経路が、社会行動中に引き起こされる自律神経反応や、熱産生を通じた肥満予防に寄与している可能性が考えられます。
東海国立大学機構 名古屋大学 大学院・医学系研究科・統合生理学分野の福島 章紘 助教、片岡 直也 特任講師(名古屋大学 高等研究院 兼務)、中村 和弘 教授の研究グループは、脳内でオキシトシンが交感神経系を活性化し、脂肪組織における熱の産生を増加させる神経路をラットで発見しました。
オキシトシンは脳の視床下部の神経細胞で産生される神経ペプチドの一種で、出産や授乳、子育てや他個体との関わり合いなどで脳内および血中へ放出されることから、“愛情ホルモン”や“信頼ホルモン”とも呼ばれています。脳内に放出されたオキシトシンは、さまざまな脳領域の活動に影響を与えて、生物の行動を変化させる作用が知られています。これに加え、脳内のオキシトシンにはエネルギー消費量を上げ、体温を上昇させる作用もあることがこれまでの研究から知られていましたが、この作用が『脳のどこで』『どのような機構で』発揮されているかは分かっていませんでした。
そこで同研究グループは、オキシトシンを産生する神経細胞(オキシトシンニューロン)に任意の遺伝子を発現させることができる新規のアデノ随伴ウイルスベクターを作製して、ラット視床下部の室傍核という領域のオキシトシンニューロンの軸索がどの脳領域に伸びているかを詳細に解析したところ、褐色脂肪組織の熱産生を駆動する吻側(ふんそく)延髄縫線核領域(rostral medullary raphe region、以下rMRと略)という延髄の一部に伸びており、神経伝達することを見いだしました。また、軸索の終末から放出されたオキシトシンがrMRに作用して交感神経系を活性化することによって、褐色脂肪組織の熱産生を起こすとともに心拍数を増加させることを、光遺伝学的手法を組み合わせた生理学的な実験によって明らかにしました。加えて、寒冷刺激やストレスなどによる日常的な熱産生をオキシトシンが増強している可能性を示しました。
この研究結果は、自律神経機能を調節するオキシトシンニューロンの脳内伝達経路を解明したものであり、今後、社会行動時に引き起こされる情動表出に伴う自律神経反応(体温の上昇や心拍数の増加など)の神経メカニズムの解明に向けた研究への展開が期待されます。また、オキシトシンニューロンの機能不全がプラダー・ウィリー症候群などで見られる肥満の発症原因である可能性が示唆されており、本研究成果が新たな肥満治療法の開発につながる可能性があります。
本研究成果は「Cell Reports」(2022年9月20日付電子版)に掲載されます。
本研究は、科学技術振興機構(JST) (ムーンショット型研究開発事業、さきがけ)、日本学術振興会 科学研究費助成事業 (新学術領域「温度生物学」、新学術領域「共感性」、若手研究(A、B)、基盤研究(B、C))、内閣府最先端・次世代研究開発支援プログラム、日本医療研究開発機構(AMED) (老化メカニズムの解明・制御プロジェクト、脳とこころの研究推進プログラム (領域横断的かつ萌芽的脳研究プロジェクト))、武田科学振興財団、中島記念国際交流財団、上原記念生命科学財団、小野医学研究財団、ブレインサイエンス振興財団、木下記念事業団、興和生命科学振興財団および加藤記念バイオサイエンス振興財団の支援を受けて行われました。
<論文タイトル>
- “An oxytocinergic neural pathway that stimulates thermogenic and cardiac sympathetic outflow”
- DOI:10.1016/j.celrep.2022.111380
<お問い合わせ先>
<研究に関すること>
中村 和弘(ナカムラ カズヒロ)
名古屋大学 医学部・医学系研究科 統合生理学分野・教授
<JST事業に関すること>
犬飼 孔(イヌカイ コウ)
科学技術振興機構 ムーンショット型研究開発事業部
<報道担当>
名古屋大学 医学部・医学系研究科 総務課 総務係
科学技術振興機構 広報課
