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。

在这项研究中，我们将研究胃肠道运动的时空强调“括约肌”调节的分子机制，分为三类：[1]在胃肠道的空间中，胃肠道的散发性散发出来：通过pharyned pharynity pharytional pharytional pharytional pharytional sevary of pharynitional soptiotiation sheapeapeal跨跨种子的作用。诱导下食管括约肌和迷走神经的反应，但分子机制尚不清楚。在这项研究中，使用从对照患者获得的临床标本的基因表达分析揭示了大约10种类型的机械感受器通道的表达。另一方面，尽管在不刺激括约肌中，肌球蛋白轻链磷酸化的水平仅为几％，但在不刺激的括约肌中，肌球蛋白轻链磷酸化的水平只有几％，但在低食管乳酸下的20％中观察到，肌球蛋白轻链磷酸化的水平仅为几％。 [2]阐明了通过中枢神经系统控制胃肠道括约肌功能的机制：负责排便功能的肛门括约肌由中枢神经系统中的排便中心控制，但分子机制尚不清楚。在这项研究中，我们开始分析排便中心的定位和功能作用。逆行示踪剂伪标记病毒和光遗传技术表明CRH/VGLUT2激活与肛门括约肌调节有关，并且TH激活与直肠肛门调节无关。这表明负责调节肛门括约肌的排便中心是Barrington核（BAR），并且表达神经元的CRH和VGLUT2参与排便。 [3]对使用数学模型控制胃肠道运动的时空配位机制的综合理解：我们开发了一种原型数学模型，该原型数学模型模仿了通过使用拟合的高分辨率内管道压力测试可视化的正常食管运动。该数学模型允许再现食管非疗程的内部压力波形和一些食管阿萨拉氏症。

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

日本平滑筋学会Newsletter vol.17

日本平滑肌协会通讯第 17 卷

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

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