アイオワ大学の研究はマウスとヒトの塩欲求
ニューロンを特定
University of Iowa Study Identifies Sal Appetite Neurons in Mice and Humans
By Jennifer Brown
https://medicine.uiowa.edu/ 2024.12.23
塩、より正確には塩に含まれるナトリウムは、まさに「ちょうど良い」栄養素である。ナトリウム濃度が低いと血液量が減少し、深刻なときには命に関わる健康被害を引き起こされる可能性がある。逆に、塩分が多すぎると高血圧や心血管疾患につながる可能性がある。
現代のアメリカでは、ほとんどの人が塩分の多い食事を摂っているが、塩分が不足する危険にさらされる人はほとんどいない。しかし、体と脳の機能にとってナトリウムが極めて重要であることを考えると、進化は、欠乏している状況で塩分を摂取する強力な衝動を発達させた。
塩欲求を制御する脳回路を理解することは困難であることが証明されているが、現在、アイオワ大学の研究者による新しい研究で、塩欲求に必要な最初の、そして今のところ唯一のニューロンが特定された。
「この特定の行動を制御するニューロンの遺伝的アイデンティティと位置を知ることは、他の重要な機能に影響を与えずに塩欲求を具体的に増減させる将来の治療法を実現するための最初の必要なステップである。」と、アイオワ大学神経学准教授でJCI Insightの研究の主任著者であるJoel Geerling医学博士は述べている。
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アルドステロン合成酵素
Geerlingと第一著者のSilvia Gasparini博士が率いるアイオワ大学チームは、
ナトリウム濃度を制御する重要なホルモンであるアルドステロンの働きを解明する
ことで、この発見を成し遂げた。
通常、アルドステロンは、十分な水分を摂取せずに発汗した後や失血した後、または嘔吐や下痢を伴う病気のときなど、体液量(血液量を含む)が少ないときに生成される。アルドステロンは腎臓やその他の臓器にナトリウムを保持するように指示し、体内の既存の水分を維持するのに役立つ。
しかし、アルドステロンが不適切に高い場合、原発性アルドステロン症と呼ばれる状態になり、血圧が危険なレベルまで上昇する可能性がある。アルドステロン症は、高血圧患者の最大10～30％で高血圧の原因となっており、これらの患者では、脳卒中、心不全、不整脈のリスクが他の高血圧患者よりも3倍高くなるが、その理由は明らかではない。
アイオワ大学チームは、アルドステロン症の余り評価されていない側面、つまり塩分を多く摂取する傾向に注目した。ほぼ１世紀前、研究ではアルドステロンと関連ホルモンがラットの塩摂取量の増加を引き起こすことが示された。最近のヒトの研究でも、アルドステロン症の患者は高血圧の他の患者よりも塩分を多く摂取することが分っている。
チームはまず、マウスの食事にナトリウムが不足するとアルドステロンの生成と塩分増加が増加することを確認した。また、HSD2ニューロンとして知られる脳幹の小さなニューロン群の活動も増加する。Geerlingは以前、これらのHSD2ニューロンを発見しており、塩欲求の原因であることを示唆する状況証拠を持っていた。
次に、Geerlingと研究チームは、遺伝子標的細胞削除法を用いて、HSD2ニューロンがアルドステロンによる塩摂取に必要であることを示した。さらに、彼等はヒトの脳幹の同じ部分にもHSD2ニューロンの小さな集団があることを示し、同じ神経回路が、アルドステロン値が高い人に関係している可能性があることを示した。
「我々の研究結果で最も説得力のある点は、ヒト、ラット、ブタにおけるHSD2ニューロンの種間発見である。」とGeerlingの研究室のポスドク研究員であるGaspariniは言う。「この驚くべき保存性は、ナトリウム関連の健康状態を理解し、治療する可能性に重要な影響を与える可能性のある基本的な生理学的経路を示唆している。」
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塩摂取に不可欠な細胞のごく一部
全体的に、この研究結果は、アルドステロンがHSD2ニューロンのごく一部(マウスには約200個のHSD2ニューロンがあり、人間には1,000個ある)に作用して、ナトリウムを探して摂取するという非常に特殊な行動を誘発することを示唆している。研究チームの研究結果は、ナトリウム摂取欲求を高めることがHSD2ニューロンの唯一の中心的な機能である可能性を示唆している。
「哺乳類の行動がこれほど少数のニューロンの完全性に完全に依存している例は他に知らない。」と、アイオワ神経科学研究所のメンバーであるGeerlingは言う。「アルドステロン誘発性の塩摂取がHSD2ニューロンの完全性に完全に依存していることは、脳内で最も繊細な細胞タイプ固有の行動依存性を表している可能性がある。
「アルドステロン誘発性の塩摂取に必要なニューロンを特定することで、ナトリウム摂取欲求を制御する神経回路の理解が深まり、血液量が少ない患者のナトリウム摂取欲求を高め、アルドステロン症患者の過剰なナトリウム摂取を軽減する治療戦略の有望なターゲットが得られる。」と彼は付け加える。
アルドステロン誘発性の塩欲求を誘発するために必要なニューロンのより明確な画像により、研究者はこの行動を制御するより大規模な神経回路の調査を開始し、脳における食欲制御のより深いメカニズムの基礎についてより根本的な疑問を投げかけている。
以下、省略。
