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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19530/
• 关键词: 消化管運動; 高解像度食道内圧検査; 数理モデル; 光遺伝学; 排便中枢

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。

This study discusses the following three aspects of the molecular mechanism controlling the temporal and spatial stress of digestive tract movement: [1]The time and space coordination of digestive tract movement is explained by the time and space coordination of the lower esophageal muscle. The food mass is swallowed into the pharynx and esophagus, and the mechanical reception is carried out. The time and space coordination of the lower esophageal muscle is relaxed and induced. The molecular mechanism is unknown. This study identified the development of approximately 10 types of mechanical receptors in patients undergoing clinical trials. The contractility of the lower esophageal contractile tendon is maintained when there is no stimulation, and the contractile tendon is maintained when there is no stimulation. [2]Explanation of the control mechanism of the central nervous system: the control mechanism of the central nervous system is unclear. This study is aimed at analyzing the function of defecation center. Retrograde Rabies: A Study on the Relationship between CRH/VGluT2 Activation and Anal Muscle Regulation and TH Activation The above mentioned, anal muscle regulation, defecation center, CRH, VGluT2, defecation center, defecation center [3]Integrated understanding of the time-space coordination and control mechanism of digestive tract movement in mathematical model: the application of FitsHugh-Nagumo equation to high-resolution esophageal pressure investigation, visualization and simulation of normal esophageal movement, and the development of mathematical model This mathematical model shows that the internal pressure waveform of the esophagus can be reproduced without esophageal peristalsis.

项目成果

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

• 发表时间: 2022
• 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

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

• DOI: 10.1007/s00535-022-01913-4
• 发表时间: 2022-08-24
• 期刊: JOURNAL OF GASTROENTEROLOGY
• 影响因子: 6.3
• 作者: Hata，Yoshitaka;Ihara，Eikichi;Ogawa，Yoshihiro
• 通讯作者: Ogawa，Yoshihiro

九州大学大学院医学研究院病態制御内科学 News & Topics

九州大学医学研究科内科 新闻与话题

日本平滑筋学会Newsletter vol.17

日本平滑肌协会通讯第 17 卷

ヒト臨床検体を用いた食道アカラシアの病態解明

使用人类临床标本阐明食管贲门失弛缓症的病理学

• 发表时间: 2022
• 作者: 池田浩子;伊原 栄吉;小川 佳宏
• 通讯作者: 小川 佳宏