飢餓時にアミノ酸代謝を支える新たなホルモン様ペプチドを発見　～グルカゴンと協調して栄養不足への適応を制御する仕組み～

群馬大学生体調節研究所（群馬県前橋市）の吉成祐人助教、西村隆史教授、筑波大学生存ダイナミクス研究センターの丹羽隆介教授、熊本大学らの研究グループは、モデル生物であるキ
イロショウジョウバエ※１を用いて、飢餓時に働く新たなホルモン様ペプチドCG14075/Marmite（Mmt）※2 が、アミノ酸※3代謝を促進し、栄養不足への適応を支えるこ
とを明らかにしました。動物は飢餓状態になると、体内に蓄えた糖、脂質、アミノ酸を段階的に利用して生命活動を維持します。しかし、これら複数の栄養源の利用をどのようなホルモンが協調して制御しているのかは、十分には分かっていませんでした。研究チームは、キイロショウジョウバエの神経内分泌器官である側心体※4から、Mmtが飢餓に応じて体液中へ分泌されることを発見しました。Mmtの働きが失われると、飢餓時に糖や脂質が過剰に消費され、スレオニン※5や分岐鎖アミ
ノ酸（BCAA）※6が蓄積し、酸化ストレス※7が高まることが分かりました。さらに、Mmtは昆
虫のグルカゴン様ホルモンAKH※8と協調して、脂質代謝とアミノ酸代謝のバランスを調節して
いました（図１）。
本研究成果は、栄養不足に対して生体が複数のエネルギー源をどのように使い分けるのかを
理解するうえで重要な知見です。また、ホルモン分泌、アミノ酸代謝、酸化ストレス防御が連
動する新たな仕組みを示すものであり、栄養代謝や内分泌制御の理解につながることが期待さ
れます。研究成果は、2026年9月12日、英国科学誌「Nature Communications」オンラ
イン版に掲載されました。
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１． 本件のポイント
l キイロショウジョウバエを用いて、飢餓時に分泌されるホルモン様ペプチドMmtを発見した
l Mmtは神経内分泌組織である側心体細胞から体液中へ分泌される
l MmtはスレオニンやBCAAなどのアミノ酸代謝を促進し、飢餓への適応を支える
l Mmtの機能が失われると、糖や脂質の貯蔵が過剰に消費され、アミノ酸の蓄積と酸化ストレ
スの上昇が起こる
l Mmtは昆虫のグルカゴン様ホルモンAKHと協調し、飢餓時のエネルギー利用バランスを制御
している
２．本件の詳細
2-1. 背景
動物は、食物から得た栄養素を体内に蓄え、必要に応じて分解・利用することで生命活動を
維持しています。栄養が十分にある状態では、糖や脂質などの栄養素は体内に蓄えられます。
一方、飢餓のように食物を摂取できない状態では、体内に蓄えられた栄養素を段階的に利用し
て、生命活動に必要なエネルギーを作り出す必要があります。
飢餓の初期には、まずグリコーゲン※９などの糖質が分解され、血糖やエネルギー産生に利用
されます。飢餓がさらに続くと、脂質の分解が進み、脂肪酸が主要なエネルギー源として利用
されます。さらに長時間の飢餓では、アミノ酸も重要なエネルギー源となるほか、代謝中間体
の供給源として利用されます。このように、生体は飢餓の進行に応じて、糖、脂質、アミノ酸
という複数の栄養源を切り替えながら利用しています。
この栄養源の切り替えには、内分泌ホルモンが重要な役割を果たしています。哺乳類では、
インスリン※10やグルカゴン※11が、糖や脂質、アミノ酸の代謝を調節する代表的なホルモンと
して知られています。特にグルカゴンは、空腹時に肝臓などに作用し、糖や脂質の動員、さら
にアミノ酸代謝にも関わることが近年注目されています。
昆虫では、脂質動員ホルモン AKH が、哺乳類のグルカゴンに似た働きを持つホルモンとし
て知られています。AKH は、神経内分泌器官である側心体から分泌され、脂肪体※12と呼ばれ
る代謝器官に作用して、貯蔵脂質や糖の分解を促進します。脂肪体は、哺乳類の肝臓と脂肪組
織の両方に相当する働きを持つ重要な代謝器官です。
しかしながら、飢餓が長引いたときに、アミノ酸代謝がどのように制御されるのか、また
糖・脂質・アミノ酸という複数の栄養源をどのようなホルモンが協調して調節しているのかに
ついては、十分に分かっていませんでした。特に、AKH以外にも側心体から分泌され、飢餓時
の代謝切り替えを支えるホルモンが存在するのかは大きな未解明課題でした。
そこで研究グループは、モデル生物であるキイロショウジョウバエを用いて、飢餓時に側心
体から分泌される新たなホルモン様因子を探索しました。その中で、側心体において非常に高
い遺伝子発現を示した CG14075/Marmite（Mmt）に着目し、この機能未知の分泌性因子が
飢餓時の代謝適応に関わる可能性を検証しました。
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2-2. 本研究の成果
研究グループはまず、Mmt がどの組織で発現しているのかを調べました。その結果、Mmt
は、AKHを産生する神経内分泌器官である側心体細胞に特異的に発現していることが分かりま
した。さらに、Mmtタンパク質を検出する抗体を作製し、飢餓時に体液中へ分泌されるかどう
かを調べました。その結果、Mmtは通常の摂食状態では体液中に少量しか検出されませんでし
たが、飢餓が進むにつれて体液中の量が増加することが分かりました。この増加は、体内のグ
リコーゲンや脂質の貯蔵が低下していく時期と重なっていました。つまり、Mmtは、飢餓が進
行し、体内のエネルギー貯蔵が減少する時期に分泌されるホルモン様ペプチドであることが示
されました。
次に、Mmt の働きが失われた個体を用いて、飢餓時の生存能力を調べました。その結果、
Mmt を欠損したショウジョウバエは、通常個体に比べて飢餓に弱くなることが分かりました
（図２）。さらに代謝物を測定したところ、Mmt 欠損個体では、飢餓時にグリコーゲン、トレ
ハロースなどの糖質がより早く低下していました。また、貯蔵脂質の消費も進みやすく、体内
のエネルギー貯蔵を適切に維持できていないことが明らかになりました。
研究グループはさらに、Mmt 欠損個体の代謝物を詳しく解析しました。その結果、Mmt が
働かない個体では、飢餓時に多くのアミノ酸が蓄積していることが分かりました。特に、スレ
オニンや、分岐鎖アミノ酸（BCAA）であるバリン、ロイシン、イソロイシンの蓄積が顕著で
した（図２）。これらのアミノ酸は、通常であれば飢餓時に分解され、エネルギー産生や代謝中
間体の供給に利用されると考えられます。したがって、Mmtは、飢餓時にアミノ酸を適切に分
解・利用するために必要であることが示されました。
次に、研究グループは、Mmtによって制御されるアミノ酸代謝の役割を調べました。スレオ
ニン代謝に関わる酵素の働きを低下させると、Mmt欠損個体と同様に飢餓に弱くなり、脂質の
消費が進みやすくなることが分かりました。この結果から、飢餓時にスレオニンなどのアミノ
酸を代謝することは、単にアミノ酸を処理するだけではなく、脂質代謝や生存にも関わる重要
な仕組みであると考えられます。
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さらに、Mmt欠損個体では、脂肪体で酸化ストレスが高まっていることも明らかになりまし
た。飢餓時には、脂質やアミノ酸の分解が進むことで、細胞内のミトコンドリア※13に負荷がか
かり、活性酸素が増えやすくなります。研究グループは、ミトコンドリアの酸化ストレスを抑
える因子を脂肪体で増やすと、Mmt欠損個体の飢餓に対する弱さや脂質の過剰消費が一部改善
されることを見いだしました。このことから、Mmtは、飢餓時のアミノ酸代謝を支えることで、
ミトコンドリアの酸化ストレスを抑え、生体の代謝バランスを維持していると考えられます。
最後に、研究グループは、Mmt と AKH の関係を調べました。AKH は、飢餓時に脂質や糖
を動員する代表的なホルモンです。Mmtが働かない個体では、飢餓時にAKHの分泌が過剰に
高まっていることが分かりました（図３）。この AKH の過剰な働きは、Mmt 欠損個体で糖や
脂質の貯蔵が早く失われる原因の一部であると考えられます。
実際に、Mmt と AKH の両方の働きを同時に低下させると、Mmt を単独で低下させた場合
に見られる飢餓感受性や脂質・糖の過剰な消費が一部抑えられました。また、Mmtの機能低下
によって生じる飢餓時の活動性上昇も、AKHの働きを抑えることで改善されました。これらの
結果から、Mmtが働かないとAKHの分泌や作用が過剰になり、糖や脂質の過剰消費につなが
ることが示されました。
一方で、Mmt欠損個体で見られるスレオニンやBCAAの蓄積は、AKHの働きを抑えても改
善されませんでした。このことは、MmtがAKHと協調して脂質や糖の代謝を制御する一方で、
アミノ酸代謝についてはAKHとは一部独立した役割を持つことを示しています。
以上の結果から、Mmtは、飢餓時に側心体から分泌されるホルモン様ペプチドとして、アミ
ノ酸代謝、酸化ストレス防御、糖・脂質の利用バランスを制御することが明らかになりました
（図３）。さらに、MmtとAKHは、同じ側心体細胞から分泌されるものの異なる役割を担い、
飢餓の進行に応じた代謝適応を協調的に支えていると考えられます。
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2-3. 社会的意義と今後の期待
飢餓や栄養不足に対して、体がどの栄養源をいつ、どの程度利用するかを適切に調節するこ
とは、生存に不可欠です。これまで、飢餓時の代謝制御については、糖や脂質の動員に関わる
ホルモンの研究が中心でした。一方で、飢餓が長引いたときに重要となるアミノ酸代謝が、個
体レベルでどのようなホルモンによって制御されているのかは十分に分かっていませんでした。
本研究では、Mmtが、飢餓時にアミノ酸代謝を支えるホルモン様ペプチドとして働くことを
明らかにしました。また、Mmtが働かないと、アミノ酸代謝の異常だけでなく、糖や脂質の過
剰消費、酸化ストレスの上昇、飢餓耐性の低下が起こることが分かりました。このことは、ア
ミノ酸代謝が、単なるタンパク質分解産物の処理ではなく、飢餓時のエネルギー利用やストレ
ス防御と密接に結びついていることを示しています。
さらに、本研究は、側心体という一つの神経内分泌器官から、AKHとMmtという複数のホ
ルモンが分泌され、それぞれ脂質・糖代謝とアミノ酸代謝を分担しながら、全身の代謝を制御
していることを示しました。これは、飢餓時の代謝適応が、単一のホルモンによる単純な制御
ではなく、複数のホルモンが時間的・機能的に役割分担することで成り立っていることを示す
重要な発見です。
今後、Mmtがどの受容体を介して脂肪体や他の組織に作用するのか、また飢餓時にMmtの
分泌を促す上流のシグナルが何であるのかを明らかにすることで、栄養状態に応じた内分泌制
御の理解がさらに進むと期待されます。また、昆虫で得られた知見を手がかりとして、哺乳類
におけるグルカゴンやその他のホルモンによるアミノ酸代謝制御、栄養不足時の酸化ストレス
防御、代謝疾患におけるホルモン異常の理解にもつながる可能性があります。