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脳・脊髄による大腸運動制御における雌雄差のメカニズム解明

Research Project

Project/Area Number 20J10874
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 42020:Veterinary medical science-related
Research InstitutionGifu University

Principal Investigator

堀井 和広  岐阜大学, 連合獣医学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2020-04-24 – 2022-03-31
Project Status Declined (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2021: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords大腸運動制御 / 性差 / 侵害刺激 / 下行性疼痛抑制系
Outline of Research at the Start

ストレスにより排便異常が起こる疾患として過敏性腸症候群(IBS)が知られている。IBSの症状や発症率には男女差が存在する。またIBSに限らず便秘の発症率など排便異常には明確な男女差がある。しかしながら性別に関連した排便異常の原因は不明である。そのため現状では適切な治療を行うことが難しい。申請者の所属研究室では中枢神経系による大腸運動制御に着目し、痛みによる制御を解明してきた。申請者は、この痛みによる制御に明確な雌雄差が存在することを発見した。そこで本研究では中枢神経系による大腸運動制御の雌雄差を特定し、その調節機構の解明を目的とした。形態学的手法および光遺伝学的手法を用いて目的の達成を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

申請者はこれまでに侵害刺激による大腸運動応答には明確な雌雄差が存在することを発見してきた。本研究においてこの雌雄差のメカニズムを詳細に検討した結果、脊髄に存在する排便中枢において雌特異的にGABA作動性の抑制性調節が機能していることを突き止めた。雌雄差形成に関与する因子としてエストラジオールやテストステロンといった性ホルモンが知られている。本研究によって明らかになった雌雄差についても性ホルモンが関与するのかどうか検討した。その結果、精巣を摘出した雄においても、無処置の雄と同様に侵害刺激によって大腸運動が促進された。一方で卵巣を摘出した雌においては、無処置の雌の場合と異なり侵害刺激によって大腸運動が促進されるようになった。このことから、侵害刺激による大腸運動応答の抑制には卵巣由来の性ホルモンが関与することが示唆された。そこで次に、卵巣由来の性ホルモンとしてエストラジオールに着目し検討を進めた。その結果、卵巣摘出後の雌にエストラジオールを補充することで、無処置雌と同様に応答がみられなくなることが明らかとなった。さらに興味深いことに、エストラジオールを精巣摘出後の雄に作用させた場合にも、脊髄においてGABA作動性の抑制性制御が働くことで、侵害刺激による大腸運動応答が抑制されることを解明した。これらのことからエストラジオールがGABA作動性経路を介して大腸運動応答の抑制に関与すること、さらに、応答抑制機構は雄にも備わっていることが示唆された。これらの研究成果は、排便異常における性差の病態メカニズムの解明に寄与する重要な知見である。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2021 2020 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Sexually dimorphic response of colorectal motility to noxious stimuli in the colorectum in rats2021

    • Author(s)
      Horii Kazuhiro、Ehara Yuka、Shiina Takahiko、Naitou Kiyotada、Nakamori Hiroyuki、Horii Yuuki、Shimaoka Hiroki、Saito Shouichiro、Shimizu Yasutake
    • Journal Title

      The Journal of Physiology

      Volume: 599 Issue: 5 Pages: 1421-1437

    • DOI

      10.1113/jp279942

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] α-MSH-induced activation of spinal MC1R but not MC4R enhances colorectal motility in anaesthetised rats2021

    • Author(s)
      Ueda Hiromi H.、Naitou Kiyotada、Nakamori Hiroyuki、Horii Kazuhiro、Shiina Takahiko、Masatani Tatsunori、Shiraishi Mitsuya、Shimizu Yasutake
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 487-487

    • DOI

      10.1038/s41598-020-80020-x

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ラットの侵害刺激による大腸運動応答の性差形成における性ホルモンの関与2021

    • Author(s)
      堀井和広、大西彩花、椎名貴彦、志水泰武
    • Organizer
      第98回日本生理学会大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 侵害刺激によるラット大腸運動の促進応答における性ホルモンの関与2020

    • Author(s)
      堀井和広、大西彩花、椎名貴彦、志水泰武
    • Organizer
      第163回日本獣医学会学術集会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Remarks] 排便調節の仕組み・神経伝達物質に性差、過敏性腸症候群の病態解明に近づく

    • URL

      https://www.gifu-u.ac.jp/news/research/20201225.pdf

    • Related Report
      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-07-07   Modified: 2024-03-26  

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