OIST
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沖縄科学技術大学院大学(OIST)の研究者らが「脳が食欲や代謝を制御するのに重要な役割を果たす」物質「XRN1」タンパク質を特定したと発表しました。このタンパク質を前脳から欠損させたマウスは食欲旺盛になり、肥満が促進されたとのこと。

肥満に該当する人は世界に6億5千万人以上いるとされており、成人循環器系疾患、がん、Ⅱ型糖尿病など、多くの慢性的な疾患の引き金になる健康維持上の課題です。肥満の原因は当然ながら食べる量が運動などのカロリー消費を上回って起こるものですが、その際に脳がどのようにして肝臓や膵臓、脂肪などといった器官や組織を制御しているのかはほとんど明らかになっていませんでした。

この研究では、レプチンと呼ばれるホルモンの機能を司っている分子機構の一部が解明され、XRN1タンパク質を欠損させるとマウスの食欲調節のバランスが崩れてしまうことがわかりました。レプチンは脂肪細胞から分泌されるホルモンで、脳の視床下部とコミュニケーションをとり、十分な食事を摂ったことを脳に知らせる役割を果たします。つまりこのコミュニケーションのバランスが崩れると食事量が多すぎる状態になり、肥満になってしまうということです。

一般に体内の脂肪細胞が多いほどレプチンの分泌も増えます。ところが肥満の人の場合、多くはレプチン濃度が高まっても脳のレプチン受容体が活性化しにくくなり、過食傾向になってしまいます。これはレプチン抵抗性と呼ばれる現象です。

研究では、前脳の一部のニューロンにおいてXRN1というタンパク質をなくしたマウスを作成しました。するとこのマウスは生後6週間で急激に体重が増え始め、生後12週までには脂肪組織や肝臓に脂肪が蓄積したぽっちゃりマウスになってしまったとのこと。

XRN1欠損マウスの体内ではレプチンの血中濃度が異常に高くなり、レプチン抵抗性によって食欲の抑制が効かず、食事量は普通のマウスの2倍になっていました。研究者はこのような変化が起こるのは予想外だったと述べています。

次に、チームは視床下部で食欲を制御する遺伝子の活動に変化があるかどうかを調べました。XRN1は遺伝子を活性化するはたらきがあり、特定のタンパク質を作るために使用されるmRNAの分解を助けています。しかし肥満マウスでは、食欲を増進するタンパク質AgRPを作るmRNAの量が増えていることがわかりました。研究チームは「XRN1を欠損させたのは前脳の特定のニューロン群のみで、AgRPニューロンは含まれていないことから、特定のニューロンのどれかがAgRPニューロンに誤った情報を伝達し、活性化状態を維持させた可能性が考えられる」としています。

実験のマウスでは、血中グルコース濃度を調節するインスリンへの抵抗性が生じ、糖尿病の症状を来していることもわかりました。マウスの血中では、レプチン濃度の上昇とともに、グルコースとインスリンの濃度も大幅に上昇し続けました。

さらに実験のマウスのエネルギー消費量を特殊なケージに入れて測定したところ、6週齢の時点では通常のマウスと違いはなかったものの、XRN1欠損マウスは主に炭水化物をエネルギー源としているのに対して、通常のマウスは炭水化物と脂肪を併用していることがわかったとのことです。

研究者らは、XRN1欠損マウスが脂肪を運動のエネルギー源にしにくくなっている理由はまだわからないとしています。また今後の研究では、XRN1やその欠如が視床下部の神経細胞どのように作用し、食欲抑制にどう影響するのか、そのメカニズムをさらに掘り下げて解き明かして行きたいとのことです。

Source:OIST