食餌制限に対する新皮質の性別特異的な回復力

Core Concepts

食餌制限に対して、女性マウスの新皮質機能とエネルギー使用は男性マウスに比べて大きな影響を受けない。

Abstract

本研究では、食餌制限が成体雌雄マウスの一次視覚野(V1)の機能とエネルギー使用に及ぼす影響を調べた。
分子分析とRNA sequencingの結果、食餌制限は男性マウスでAMPK、mTOR、PPARαなどのエネルギー調節経路を有意に変化させたが、女性マウスでは変化がみられなかった。
さらに、in vivo ATP イメージングと2光子カルシウムイメージングの実験から、食餌制限により男性マウスではV1のATP使用量と視覚コーディングの精度(オリエンテーション選択性)が有意に低下したのに対し、女性マウスではほとんど影響がみられなかった。
以上の結果から、食餌制限に対して女性マウスの新皮質機能とエネルギー使用は男性マウスに比べて大きな影響を受けないことが示された。新皮質は、代謝ストレスに対する性別特異的なエネルギー節約適応に寄与していると考えられる。

Stats

食餌制限により、雄マウスのV1におけるAMPK Thr172のリン酸化が2.9倍増加したが、雌マウスでは1.4倍の増加にとどまった。
食餌制限により、雄マウスのV1におけるPPARαの活性が有意に増加したが、雌マウスでは変化がなかった。
食餌制限により、雄マウスのV1のATP使用量が24%減少したが、雌マウスでは12%の減少にとどまり有意ではなかった。
食餌制限により、雄マウスのV1のオリエンテーション選択性が27%低下したが、雌マウスでは13%の低下にとどまり有意ではなかった。

Quotes

"食餌制限に対して、女性マウスの新皮質機能とエネルギー使用は男性マウスに比べて大きな影響を受けない。"
"新皮質は、代謝ストレスに対する性別特異的なエネルギー節約適応に寄与している。"

Key Insights Distilled From

Sex-specific resilience of neocortex to food restriction

by Padamsey,Z.,... at www.biorxiv.org 10-07-2023

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.10.06.561185v2

Deeper Inquiries

食餌制限の期間や程度、栄養組成の違いが、新皮質の性別特異的な適応にどのように影響するか。

食餌制限の期間や程度、および栄養組成の違いは、新皮質の性別特異的な適応に重要な影響を与えることが示唆されています。研究結果から、雄性マウスでは食餌制限により新皮質のエネルギー使用と機能が著しく変化する一方、雌性マウスではほとんど変化が見られませんでした。具体的には、雄性マウスでは食餌制限によりAMPK、mTOR、およびPPARαシグナリングなどのエネルギー調節経路が有意に変化し、新皮質のATP使用量や視覚コーディング精度が低下しました。一方、雌性マウスではこれらの変化が見られませんでした。また、食餌制限による体重減少も雄性マウスと雌性マウスで異なり、雌性マウスは同程度の体重減少を達成するためにより多くの食餌制限が必要でした。これらの結果は、食餌制限の影響が性別によって異なることを示しており、新皮質のエネルギー節約適応が性別によって異なることを示唆しています。

女性ホルモンが新皮質のエネルギー使用と機能の性別差にどのように関与しているか

女性ホルモンが新皮質のエネルギー使用と機能の性別差にどのように関与しているか。
女性ホルモンは、新皮質のエネルギー使用と機能の性別差に重要な役割を果たしています。特に、エストロゲンは食欲を抑制しエネルギー消費を促進することが知られており、エストロゲンはレプチンシグナリングを増強することでエネルギー節約効果をもたらす可能性があります。また、エストロゲンはインスリンシグナリングを感受性を高め、グリコリシスや酸化リン酸化を促進することでATP産生を増加させることが知られています。このように、女性ホルモンは食餌制限による新皮質のエネルギー使用や機能の性別差に影響を与える可能性があります。さらに、本研究ではRNAシーケンシングを通じて、エストロゲンシグナリング経路が雄性マウスで食餌制限によって有意に調節され、雌性マウスでは変化が見られなかったことが示されています。これは、エストロゲンが食餌制限による新皮質のエネルギー節約適応に重要な役割を果たしている可能性を示唆しています。

高齢期における新皮質の性別特異的な適応の変化について、さらに調べる必要がある

高齢期における新皮質の性別特異的な適応の変化について、さらに調べる必要がある。
高齢期における新皮質の性別特異的な適応の変化については、さらなる研究が必要です。特に、女性のエストロゲンレベルが低下した非サイクリングマウスなど、エストロゲンレベルが低下した状態において、新皮質の機能がどのように変化するかを調査する必要があります。過去の研究では、若年期のマウスにおけるカロリー制限の代謝効果に性差があることが示されていますが、高齢期における性別による新皮質のエネルギー節約適応の変化については十分に理解されていません。したがって、高齢期における性別による新皮質のエネルギー使用や機能の適応の変化について、さらなる研究が必要です。