フライドポテトを食べ始めると、止まらなくなるのはなぜ？

この記事で紹介する論文
Methylglyoxal-derived hydroimidazolone, MG-H1, increases food intake by altering tyramine signaling via the GATA transcription factor ELT-3 in Caenorhabditis elegans

サトウ助手

博士、ちょっと悩みがあるんです。最近、フライドポテトを食べるのが止まらなくて…一度食べ始めると、もう止められないんです。これは一体どうしてなんでしょうか？

ハクガク博士

おお、サトウ君、それは面白い質問じゃな。この問題に関連する研究があるんじゃよ。最近の論文によれば、終末糖化産物（AGE）が食欲に与える影響について詳しく調べられておるんじゃ。

サトウ助手

終末糖化産物？それって何ですか？

ハクガク博士

終末糖化産物（AGE）は、糖とタンパク質が加熱されることで生じる化合物じゃ。フライドポテトなどの加工食品や焼いた食べ物に多く含まれておる。この論文では、特にメチルグリオキサール由来のハイドロイミダゾロン（MG-H1）が食欲を増進させる働きを持つことが示されておる。

サトウ助手

そのMG-H1っていうのが、どうして食欲を増やすんですか？

ハクガク博士

そのメカニズムは、カエノラブディティス・エレガンス（C. elegans）という線虫を使った研究で解明されておるんじゃ。研究によると、MG-H1が特定の遺伝子の発現を変化させ、神経伝達物質のチラミンのシグナル伝達を通じて食欲を増進させるんじゃ。この過程で、GATA転写因子ELT-3が重要な役割を果たしておる。

サトウ助手

なるほど、だからフライドポテトが美味しく感じられて、ついつい食べ過ぎてしまうんですね。でも、それって健康には良くないんじゃないですか？

ハクガク博士

その通りじゃ。AGEの過剰摂取は、糖尿病や心血管疾患、神経変性疾患などのリスクを高めることが知られておるんじゃ。だから、適度な摂取が大事じゃな。

サトウ助手

気をつけないといけないですね。博士、ありがとうございます！

ハクガク博士

どういたしまして、サトウ君。何か他に質問があれば、いつでも聞いてくれ。

研究の内容を詳しく解説

この研究では、フライドポテトのような揚げ物に含まれる終末糖化産物（AGEs）が食欲や摂食行動に及ぼす影響を調査しています。AGEsは、糖とタンパク質が高温で反応するメイラード反応によって生成され、食品の風味や香りを向上させる一方で、健康に悪影響を及ぼすことが知られています。本研究は、AGEsがどのようにして食欲を刺激し、過剰摂取を促進するかを明らかにすることを目的としています。

研究方法

1.対象の選定と準備:

モデル生物として線虫Caenorhabditis elegans（C. elegans）を使用。
線虫の遺伝子変異体（glod-4欠損変異体）を用いて、AGEsの影響を調査。

2.AGEsの生成と処理:

メチルグリオキサール（MGO）を用いてAGEs（MG-H1など）を生成。
線虫にこれらのAGEsを処理し、摂食行動や生理的変化を観察。

3.評価方法:

食物摂取量の測定：線虫の咽頭ポンプの回数を計測。
遺伝子発現解析：RNAシーケンシング（RNAseq）を用いて、AGEs処理後の遺伝子発現変化を解析。
神経損傷の評価：蛍光顕微鏡を用いて線虫の神経損傷を観察。

主な結果

1.食欲の増加:

AGE（MG-H1）処理により、線虫の咽頭ポンプの回数が有意に増加。
食物のクリアランスアッセイにおいて、AGE処理線虫はより多くの食物を消費。

2.遺伝子発現の変化:

RNAseq解析により、AGE処理により摂食行動関連遺伝子の発現が増加。
特に、エルト-3（elt-3）GATA転写因子がtdc-1遺伝子の発現を制御し、摂食行動を促進することが示された。

3.神経損傷の抑制:

AGE処理により神経損傷が観察され、特定の遺伝子変異体（tyra-2、ser-2）ではこの損傷が抑制された。

研究の意義と今後の展開

この研究は、AGEsが摂食行動に与える影響を明らかにし、過食や肥満のメカニズムを解明する一助となります。AGEsが脳の特定のシグナル伝達経路を介して食欲を刺激することが示されたため、今後はこれらの経路を標的とした肥満治療法の開発が期待されます。また、AGEsの摂取を減少させる調理法の開発も重要です。

用語解説

終末糖化産物（AGEs）: 糖とタンパク質が高温で反応することで生成される化合物群。食品の風味を向上させるが、健康に悪影響を及ぼす。
メイラード反応: 糖とアミノ酸が高温で反応して褐色化する反応。食品の風味や色を向上させる。
メチルグリオキサール（MGO）: AGEsの一種で、糖の分解過程で生成される化合物。
エルト-3（elt-3）GATA転写因子: 遺伝子発現を制御するタンパク質の一種で、摂食行動を調節する。

研究の出典

【題名】Methylglyoxal-derived hydroimidazolone, MG-H1, increases food intake by altering tyramine signaling via the GATA transcription factor ELT-3 in Caenorhabditis elegans
【著者名】Muniesh Muthaiyan Shanmugam, Jyotiska Chaudhuri, Durai Sellegounder, Amit Kumar Sahu, Sanjib Guha, Manish Chamoli, Brian Hodge, Neelanjan Bose, Charis Roberts, Dominique O Farrera, Gordon Lithgow, Richmond Sarpong, James J Galligan, Pankaj Kapahi
【掲載誌】eLife
【掲載日】2023年9月20日