満腹と空腹が食欲をコントロールするメカニズム

A bidirectional network for appetite control in zebrafish. Caroline Lei Wee

Erin Yue Song, Robert Evan Johnson, Deepak Ailani, Owen Randlett, Ji-Yoon Kim, Maxim Nikitchenko, Armin Bahl, Chao-Tsung Yang, Misha B Ahrens, Koichi Kawakami, Florian Engert, and Sam Kunes.

eLife 8:e43775 (2019). DOI:10.7554/eLife.43775

視床下部内側部および外側部は、それぞれ食欲を抑制および増強することが知られていますが、それらの相互作用のダイナミクスと機能的意義はよくわかっていませんでした。今回、我々はゼブラフィッシュ(稚魚)を用いて、飢餓状態では、主に視床下部腹内側尾部(cH)のセロトニン作動性ニューロンが活発に活動するのに対し、視床下部外側部(LH)のニューロンの活動が減少することを見出しました。これら2つの神経核の活動パターンは、食物の視覚刺激あるいは食物の摂取により逆転しました。すなわち、cHとLHの活動パターンは、飢餓と満腹という内的状態とよく一致しました。さらに我々は、cHの活性化がLHの活性を抑え食欲を減衰させること、cHの不活化が食欲を増強することを光遺伝学と遺伝学的除去実験により示し、cHとLHの活動パターンの拮抗関係と機能的重要性を明らかにしました。このことから我々は、これらの異なる視床下部の神経核の活動が、空腹と満腹の異なる内的状態を反映し、異なる行動出力を制御することにより、個体のエネルギーバランスを調整するというモデルを提唱します。

本研究は、国立遺伝学研究所川上研究室とハーバード大学Engert研究室の共同研究としておこなわれました。また、NBRP、NBRP基盤技術整備プログラムおよび科研費(JP18H04988)に部分的にサポートされました。

Figure1

図:トランスジェニックゼブラフィッシュを用いたcHとLHのカルシウムイメージング。餌(PARAMECIA)の添加により、cHの活動が抑えられLHの活動が上昇する。


▶この研究の基盤となった研究はこちらです。


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