あなたの渇いた欲望をコントロールするのは誰ですか?中央研究院、脳内の空腹と渇きの信号の神経メカニズムを解明

あなたの渇いた欲望をコントロールするのは誰ですか?うつ病、食欲不振、依存症など、人間の神経疾患の多くは、脳内の動機づけシステムに関係しています。中央研究院の研究チームは、空腹と渇きの信号を解読するために、ショウジョウバエの脳内の神経回路を解読し、ロイコキニンと呼ばれる神経伝達物質を初めて発見した。ロイコキニンは脳内のさまざまなニューロンを制御して、ショウジョウバエの水や餌を求める行動に影響を与える。これにより、脳内での渇きと空腹の信号が相互作用する神経メカニズムが明らかになり、より複雑な人間の脳を理解するのに役立つだろう。

あなたの渇いた欲望をコントロールするのは誰ですか?中央研究院は、脳内の空腹と渇きの信号の神経メカニズムを解明した。

ショウジョウバエが空腹になると、ロイコキニン神経ペプチドが放出される。

中央研究院分子生物学研究所の林淑偉助手研究員と、同研究所国際大学院プログラムの博士課程学生バグヤシュリー・セナパティ氏が率いる多国籍チームは、ショウジョウバエの脳内のLHLKニューロンから放出されるロイコキニンが渇きと空腹の両方の信号であることを発見した。ショウジョウバエが喉が渇くと、喉渇ニューロン（PPL1-γ2α′1、PAM-β′2a）は抑制神経細胞となり、閉じたドアのように水を求める行動を抑制します。しかし、ロイコキニンはそれらの活動を抑制し、負の正の効果を生み出し、チャネルを開いてショウジョウバエに水に関連する匂いを追いかけるように促します。ショウジョウバエが空腹になると、ロイコキニンも放出され、別の飢餓ニューロン群（PAM-β′2mp）を活性化し、ショウジョウバエが餌を探し、食べ物に関連する匂いを探すようになります。

ロイコキニンとは何ですか?

ロイコキニンは神経ペプチドと呼ばれる短いタンパク質鎖です。これまでは昆虫の体内の水分バランスの維持に関与していることだけが知られていましたが、その役割の詳細は不明でした。これらのロイコキニンニューロンが抑制、不活性化、または活性化されると、ショウジョウバエの行動は変化します。喉が渇いても水を探さなくなったり、すでに大量の水を飲んでいるにもかかわらず水を探したりします。これは、これらのニューロンが喉の渇きに関係していることを示しています。

（写真提供：中央研究院）

中央研究院、ショウジョウバエの脳内の渇いたニューロンと空腹のニューロンの神経回路と相互作用を解明

しかし、空腹のミバエはなぜ飲み水を探しに行かないのでしょうか?なぜなら、脳はセロトニンとdNPFという2つの他の神経伝達物質を放出し、ロイコキニンによる渇きニューロンの抑制を相殺し、渇きニューロンが水分を求める行動を抑制し続けるようにするからです。

ショウジョウバエの脳内の渇きの回路。 （写真提供：中央研究院）

ミバエの脳内の飢餓回路。 （写真提供：中央研究院）

リン・シュウェイ氏は、この研究がショウジョウバエの脳内の渇きと空腹の神経回路と相互作用を解明したと指摘した。これはまた、渇きと空腹の動機が、単に1つのニューロングループが渇きの信号に関与し、別のニューロングループが空腹の信号に関与しているのではなく、複数の神経伝達物質の協力と競争によって異なる脳ニューロンが制御され、その結果、水を求める行動は喉が渇いたときにのみ起こり、空腹のときには起こらないため、ショウジョウバエは生理的ニーズに基づいて正しい採餌決定を下すことができる、ということを意味している。

この研究成果は今年12月にNature Neuroscience誌に掲載された（108）。