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ゼブラフィッシュの代謝に関与する脳由来神経栄養因子（BDNF）は、摂餌量と餌の利用可能性によって調節される
Feeding and food availability modulate brain-derived neurotrophic factor, an orexigen with metabolic roles in zebrafish.
PMID: 32612127 PMCID: PMC7329848. DOI: 10.1038/s41598-020-67535-z.
抄録
哺乳類の摂食における脳由来神経栄養因子（BDNF）の役割を示唆する新たな知見が得られた。しかし、BDNFがエネルギーバランスにどのような役割を果たしているのかは不明である。また、BDNFが哺乳類以外の動物のエネルギー恒常性を制御しているかどうかについても不明な点が多い。本研究では、BDNF がゼブラフィッシュの代謝ペプチドであるかどうかを調べることを目的としました。その結果、ゼブラフィッシュの脳、前頭、肝臓において、BDNF の mRNA とタンパク質、およびその受容体 trkb2、p75ntra、p75ntrb をコードする mRNA が検出されました。BDNF の腹腔内注射は、投与後 1、2、6 時間での食物摂取量を増加させ、脳 npy、agrp とオレキシン、前腸グレリン、肝臓レプチン mRNA のアップレギュレーションと脳 nucb2 の減少を引き起こした。7日間の絶食は前頭葉のbdnfとp75ntrbのmRNAを増加させ、脳と肝臓のbdnf、trkb2、p75ntra、p75ntrbのmRNAを減少させた。また、BDNFとその受容体の発現は、前頭葉と肝臓では食前に増加し、食後に減少した。最後に、肝臓では、BDNF によるグルコース代謝や脂質代謝に関与する酵素の発現や活性の変化が観察された。以上の結果から、BDNF は魚類の食欲と代謝を調節する新規な制御因子であり、摂取エネルギーと食物利用可能性に よって調節されることが明らかになった。
Emerging findings point to a role for brain-derived neurotrophic factor (BDNF) on feeding in mammals. However, its role on energy balance is unclear. Moreover, whether BDNF regulates energy homeostasis in non-mammals remain unknown. This research aimed to determine whether BDNF is a metabolic peptide in zebrafish. Our results demonstrate that BDNF mRNAs and protein, as well as mRNAs encoding its receptors trkb2, p75ntra and p75ntrb, are detectable in the zebrafish brain, foregut and liver. Intraperitoneal injection of BDNF increased food intake at 1, 2 and 6 h post-administration, and caused an upregulation of brain npy, agrp and orexin, foregut ghrelin, and hepatic leptin mRNAs, and a reduction in brain nucb2. Fasting for 7 days increased bdnf and p75ntrb mRNAs in the foregut, while decreased bdnf, trkb2, p75ntra and p75ntrb mRNAs in the brain and liver. Additionally, the expression of bdnf and its receptors increased preprandially, and decreased after a meal in the foregut and liver. Finally, we observed BDNF-induced changes in the expression and/or activity of enzymes involved in glucose and lipid metabolism in the liver. Overall, present results indicate that BDNF is a novel regulator of appetite and metabolism in fish, which is modulated by energy intake and food availability.