スクリップス 研究科学者たちは、減量と代謝の健康のための新しい治療法への道を切り開く可能性のある画期的な発見をしました。哺乳類は低温にさらされると、安定した体温を維持するために本能的により多くのエネルギーを消費します。このエネルギー消費の急増は食欲と食物摂取量の増加を促しますが、この現象を制御する具体的なメカニズムは不明です。
スクリップス研究所の神経科学者たちは、低温時に食欲の増加を引き起こす脳回路を特定しました。
最近ネイチャー誌に発表された新しい研究で、研究者らはマウスのこの寒さに関連した採食行動の「スイッチ」であるニューロンのグループを特定した。この発見は、代謝の健康と減量のための潜在的な治療法につながる可能性があります。
「これは哺乳類における基本的な適応メカニズムであり、このメカニズムを標的とした将来の治療法は、風邪やその他の形態の脂肪燃焼による代謝効果を高める可能性がある」と、この研究の上級著者で准教授であり、スクリップス研究所の化学およびケミカルバイオロジーのアベド・ビビッド教授であるニーラジ・ラル博士は述べた。この研究の筆頭著者は、Ye の研究室の博士研究員である Neeraj Lal 博士です。
寒い環境にさらされると体温を保つためのエネルギー消費が高まるため、冷水浸漬やその他の形態の「冷却療法」が減量と代謝の健康改善の方法として研究されてきました。寒冷療法の欠点の 1 つは、人間が体重を減らすことを目的として寒さに対する反応を進化させたわけではないことです (この影響は、頻繁に食糧不足があった近代以前には致命的だった可能性があります)。食事や運動と同様、寒さによって食欲が増進し、体重減少の効果が損なわれる可能性があります。この研究で、葉氏と彼のチームは、この寒さによって引き起こされる食欲の増加を媒介する脳回路を特定しようとしました。
彼らが最初に観察したことの 1 つは、低温 (華氏 73 度から華氏 39 度) が始まると、マウスは約 6 時間遅れて初めて食物の探索を増加させたことで、この行動の変化が単に寒さの直接の結果ではないことを示唆しています。
研究者らは、全脳クリアリング技術とライトシート顕微鏡技術を使用して、寒い状態と暖かい状態での脳全体のニューロンの活動を比較しました。間もなく、彼らは重要な現象を発見した。脳全体のほとんどのニューロンは低温環境では活動がはるかに低下するが、視床と呼ばれる領域の一部のニューロンはより活性化する。
最終的に研究チームは、視床正中剣状核と呼ばれる特定のニューロン集団に焦点を当て、寒冷条件下では、マウスが寒さによる冬眠から目覚めて餌を探す前に、これらのニューロンの活動が急増することを示した。剣状核の活動の増加は、寒冷状態の開始時に利用できる食物が少ない場合により大きく、これらのニューロンが寒さそのものではなく、寒さによって引き起こされるエネルギー不足に反応していることを示唆しています。
研究者らがこれらのニューロンを人為的に活性化させたところ、マウスの食物探索活動は増加したが、他の活動は増加しなかった。同様に、研究チームがこれらのニューロンの活動を阻害すると、マウスの食物探索行動が減少した。これらの影響は寒い条件下でのみ発生します。つまり、低温は食欲の変化を伴う別の信号を提供することを意味します。
最後の一連の実験で、研究チームは、これらの剣状核ニューロンがアクロン核と呼ばれる脳領域に投射していることを発見した。この領域は、報酬信号と嫌悪信号を統合して、食事などの行動を導くことで古くから知られている領域である。
Ye氏は、これらの結果は、一般的に風邪によって引き起こされる食欲の増加をブロックすることが可能であることを示しており、比較的単純な寒冷曝露療法が体重減少を促進するのにより効果的であることを示しているため、最終的には臨床的意味を持つ可能性があると述べた。
「私たちの現在の主な目標の1つは、食欲の増加とエネルギー消費の増加をどのように区別するかを解明することです。また、この寒さによる食欲の増加が、運動後などの余分なエネルギー消費を補うために体が使用するより広範なメカニズムの一部であるかどうかも解明したいと考えています」と同氏は述べた。