空腹感と満腹感の分子レベルの機序は代謝障害や肥満の問題を理解する上できわめて重要な手がかりになるが、研究者もまだ十分に解明できていない。
しかし、Rockefeller Universityの新研究で、摂食を調節するシステムの重要な部分が明らかにされた。
アミリンと呼ばれるホルモンが脳で食物摂取量を調節する働きの一部を担っていたのである。
Rockefeller UniversityのLaboratory of Molecular Geneticsを率い、Marilyn M. Simpson Professorを務めるJeffrey Friedman, Ph.D.は、｢個人の食物摂取量は複雑な回路で調節されており、それを理解するためには関わっているすべての物質を突き止めなければならない。
私達が、食餌行動に関わっている脳の視床下部という領域のニューロン･プロファイリングをしている時にアミリンに目がとまった。視床下部が体の糖代謝に関わっていることから、その視床下部が脳でどのような機能を果たしているのかを知りたくなった｣と述べている。
Dr. Friedmanは、1994年に、この食餌行動調節因子のホルモンであるレプチンを発見したことで知られている。
レプチン産生不良は肥満が招くと考えられている。しかし、レプチンだけで肥満を治療しようとしても、極度のレプチン欠乏の場合を除けば、改善効果はなく、このシステムには他にも関わっている物質があることを示している。2015年12月1日付Cell Metabolismに掲載された新しい研究論文で、レプチンとアミリンとが相乗的に作用し、食物摂取量と体重を調節している可能性が示されている。この論文は、｢Hypothalamic Amylin Acts in Concert with Leptin to Regulate Food Intake (視床下部のアミリンがレプチンと相乗作用で食物摂取量を調節)｣と題されている。Dr. Friedmanと研究チームは、まず、Rockefeller Universityの同僚科学者が開発した｢translating ribosome affinity purification (翻訳リボゾーム親和精製法)｣と呼ばれる技術を用いて脳内の (膵島アミロイド･ポリペプチドまたはIappと呼ばれる) アミリン前駆物質の存在を突き止めた。視床下部全体にわたって複数の領域でIappが豊富に存在していたのである。(ちなみに、この発見はそれまでの研究結果とは矛盾しており、それまでの実験ではアミリンが脳内全体にわたって見つかることはなかった。あるいはそれまでの研究で用いられていた方法では感度が低くてIappを検出できなかったことも考えられる)。視床下部のアミリンの機能を明らかにするため、レプチン欠乏性肥満のマウスでアミリンが存在するかどうかを調べた。このマウスにレプチンを投与すると、Iappレベルがかなり上昇しており、レプチンがアミリンの発現を調節していることを示している。
物質の共同作用：
同研究室の研究助手で筆頭著者を務めたZhiying Liは、｢私達はアミリンとレプチンがどのように食餌行動に影響するかを直接観察した。マウスにレプチンを投与すると、食物摂取量がかなり減った。しかし、阻害剤でアミリンの機能を抑えたマウスにレプチンを投与しても、レプチンの効果は鈍かった。このことから、レプチンとアミリンが協力して食物摂取量を抑制していることが考えられる｣と述べている。さらに、研究チームは、アミリンが神経信号を制御する仕組みを調べた。神経信号の記録からレプチンとアミリンは同じニューロンに対して同じように作用していることが示され、研究チームは、この2つのホルモンが相乗的に作用し、一致して神経信号を強化しているとの仮説を立てている。Dr. Friedmanは、｢このような研究結果から、アミリンが中枢神経系で役割を担っていることが確かめられた。また、併用療法で肥満をさらに効果的に治療するメカニズムの可能性を示している。これは全体像のほんの一部であり、このシステムに関わっている細胞メカニズムに対する理解をさらに深めなければならないが、レプチンの信号と感受性向上に新しいアプローチが得られる可能性がある｣と述べている。
写真：
研究チームは、脳の視床下部と呼ばれる部分に広がる複数の領域に赤で示されている代謝調節タンパク質のアミリンが存在する証拠を見つけた。実験から、視床下部のニューロンで産生されるアミリンがレプチンと相乗作用し、食物摂取量を減らす働きをしていることが示されている。
原著へのリンクは英語版をご覧ください
New Findings Suggest Leptin and Amylin Work Together to Control Food Intake & Body Weight
