Regulatory mechanism of spatiotemporal coordination of gastrointestinal motility and its medical application

胃肠运动时空协调的调节机制及其医学应用

基本信息

批准号：
22K19530
负责人：
小川佳宏
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、消化管運動の時空間的強調性における「括約筋」制御の分子機構を以下の3つに分けて検討する。[1] 消化管運動の時空間的協調性における下部食道括約筋の役割の解明:嚥下により食塊が咽頭から食道に入ると、機械受容チャネルと迷走神経を介した下部食道括約筋の時空間的協調的な弛緩反応が誘導されるが、分子機構は不明である。本研究では、対照患者より得られた臨床検体を用いた遺伝子発現解析により、約10種類の機械受容チャネルの発現を明らかにした。一方、無刺激時の下部食道括約筋の収縮性維持について、非括約筋では無刺激時のミオシン軽鎖リン酸化レベルがわずか数%程度であるにもかかわらず、下部食道括約筋では約20%に認められた。[2] 中枢神経による消化管括約筋機能の制御機構の解明:排便機能を担う肛門括約筋は中枢神経にある排便中枢により制御されているが、分子機構は不明である。本研究では、排便中枢の局在および機能的役割の解析に着手した。逆行性トレーサーである仮性狂犬病ウイルスや光遺伝学的手法により、CRH/VGluT2 活性化が肛門括約筋調節に関与すること、TH 活性化は直腸肛門調節に関与しないことが示唆された。以上により、肛門括約筋調節を担う排便中枢は、バリントン核（Bar）であり、CRH と VGluT2 発現ニューロンが排便に関与することが示唆された。[3] 数理モデルによる消化管運動の時空間的協調性の制御機構の統合的理解：FitsHugh-Nagumo方程式を応用して高解像度食道内圧検査で可視化した食道の正常運動を模倣するプロトタイプの数理モデルを開発した。本数理モデルにより、食道無蠕動と一部の食道アカラシアの内圧波形が再現可能であった。

在本研究中，我们将探讨括约肌控制胃肠动力时空增强的分子机制，分为以下三个部分。 [1]阐明食管下括约肌在胃肠运动时空协调中的作用：吞咽时食团从咽部进入食管时，食管下括约肌的时空协调是由机械敏感通道和迷走神经介导的。诱导松弛反应，但分子机制尚不清楚。在这项研究中，我们使用从对照患者获得的临床样本进行基因表达分析，揭示了大约 10 种机械敏感通道的表达。另一方面，关于无刺激下食管下端括约肌的收缩性维持，虽然未刺激肌肉中肌球蛋白轻链磷酸化水平仅为百分之几，但在大约20%的食管下端括约肌中观察到了肌球蛋白轻链磷酸化水平。塔。 [2] 阐明中枢神经系统对胃肠道括约肌功能的控制机制：负责排便功能的肛门括约肌受中枢神经系统中的排便中枢控制，但其分子机制尚不清楚。在本研究中，我们开始分析排便中心的定位和功能作用。伪狂犬病病毒、逆行示踪剂和光遗传学技术表明，CRH/VGluT2 激活参与肛门括约肌调节，而 TH 激活不参与肛门直肠调节。这些结果表明巴林顿核（Bar）是负责调节肛门括约肌的排便中枢，并且表达CRH和VGluT2的神经元参与排便。 [3]利用数学模型综合理解胃肠运动时空协调的控制机制：开发了一种原型数学模型，该模型应用FitsHugh-Nagumo方程来模拟通过高分辨率食管测压可视化的正常食管运动。该数学模型能够再现食管蠕动和某些失弛缓症的内部压力波形。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

光遺伝学的手法を用いた排便中枢の同定及び役割の解明

利用光遗传学技术识别排便中心并阐明其作用

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
佛坂孝太; 田中義将; 伊原栄吉; 小川佳宏
通讯作者：
小川佳宏

Determination of Region-Specific Roles of the M3 Muscarinic Acetylcholine Receptor in Gastrointestinal Motility

M3 毒蕈碱乙酰胆碱受体在胃肠动力中的区域特异性作用的测定

DOI：
10.1007/s10620-022-07637-y
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
3.1
作者：
Igarashi;Ihara Eikichi;Bai Xiaopeng;Higashi Chika;Ikeda Hiroko;Tanaka Yoshimasa;Hirano Mayumi;Ogino Haruei;Chinen Takatoshi;Taguchi Yasushi;Ogawa Yoshihiro
通讯作者：
Ogawa Yoshihiro

Improved esophagography screening for esophageal motility disorders using wave appearance and supra-junctional ballooning

使用波状外观和交界上气球扩张改进食管造影筛查食管动力障碍

DOI：
10.1007/s00535-022-01913-4
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
6.3
作者：
Hata Yoshitaka;Ihara Eikichi;Wada Masafumi;Tsuru Hirotaka;Muta Kazumasa;Minoda Yosuke;Bai Xiaopeng;Esaki Mitsuru;Tanaka Yoshimasa;Chinen Takatoshi;Ogino Haruei;Sakamoto Ryuichi;Ogawa Yoshihiro
通讯作者：
Ogawa Yoshihiro

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