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Basic research for treatment of lower urinary tract dysfunction based on the brain mechanisms for stress-induced frequent urination

Research Project

Project/Area Number 20K07827
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 52010:General internal medicine-related
Research InstitutionKochi University

Principal Investigator

SHIMIZU Takahiro  高知大学, 教育研究部医療学系基礎医学部門, 准教授 (00363276)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 齊藤 源顕  高知大学, 教育研究部医療学系基礎医学部門, 教授 (60273893)
東 洋一郎  高知大学, 教育研究部医療学系基礎医学部門, 講師 (80380062)
清水 翔吾  高知大学, 教育研究部医療学系基礎医学部門, 助教 (90721853)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords脳 / ストレス / 排尿 / 下部尿路機能障害 / ニコチン受容体 / コルチコトロピン放出因子 / 硫化水素 / 一酸化炭素 / 頻尿 / 膀胱 / 膀胱機能 / GABA / 薬理学 / 脳・神経 / 排尿機能
Outline of Research at the Start

「緊張するとトイレが近くなる」といった日常的な事象から、ストレスが排尿機能に何らかの影響を及ぼす事は想像に難くない。また軽度の心理・精神ストレスが頻尿症状を増悪させるとの報告もある。ストレスに対する生体反応は脳により制御されているが、ストレスが排尿機能へ及ぼす影響やストレスによる頻尿増悪の「脳内メカニズム」について詳細は未だ明らかではない。本研究では、排尿制御に関与する脳内分子に着目してストレスによる頻尿誘発のメカニズムを解明し、頻尿に対する新規治療薬開発の礎となる成果を挙げる事を目指す。

Outline of Final Research Achievements

Exposure to stress can affect urinary function, and lead to and exacerbate lower urinary tract dysfunctions (LUTD). The brain plays crucial roles in the regulation of the body’s responses to stress; however, it is still unclear how the brain integrates stress-related information to induce changes at multiple levels (lower urinary tract tissues, and peripheral and central nervous system), thereby affecting LUTD. In this study, we examined effects of brain molecules related to responses to stress [nicotinic acetylcholine receptor (nAChR) and corticotropin-releasing factor (CRF)] and brain gasotransmitters [hydrogen sulfide (H2S) and carbon monoxide (CO)] on urinary function in rats. We found that (1) brain α7 nAChRs can inhibit the micturition via brain GABAergic receptors, (2) brain CRF can facilitate the micturition via brain CRF1 and glutamatergic receptors, and that (3) brain H2S and CO can inhibit the micturition via brain GABAergic receptors.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ストレス曝露が頻尿誘発のみならず膀胱機能障害に伴う頻尿症状増悪に関与することが知られている一方、その機序をストレスを受容する脳に着目して解明した報告はほとんど無い。本研究により、これまで我々が同定したストレス反応制御に関わる脳内分子、nAChRおよびCRFがそれぞれ排尿抑制および排尿促進に関わること、さらに脳内ガス状伝達物質H2SおよびCOが排尿抑制に関与することが明らかとなった。本成果は、ストレス曝露により頻尿増悪が生ずる脳内機序解明のentry pointとなり、さらにはこれら脳内分子を標的としたストレス誘発性頻尿に対する新たな治療戦略構築に向けた基礎資料となることが期待される。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (41 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (33 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] A STRESS-RELATED NEUROPEPTIDE CORTICOTROPIN-RELEASING FACTOR INDUCES FACILITATION OF THE RAT MICTURITION THROUGH BRAIN GLUTAMATERGIC RECEPTORS2022

    • Author(s)
      Shimizu T, Hata Y, Zou S, Yamamoto M, Shimizu Y, Ono H, Aratake T, Shimizu S, Higashi Y, Shimizu N, Karashima T, Saito M
    • Journal Title

      Continence

      Volume: 2S2 Pages: 100319-100319

    • DOI

      10.1016/j.cont.2022.100319

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  • [Journal Article] Stimulation of brain corticotropin-releasing factor receptor type1 facilitates the rat micturition via brain glutamatergic receptors2022

    • Author(s)
      Hata Yurika、Shimizu Takahiro、Zou Suo、Yamamoto Masaki、Shimizu Yohei、Ono Hideaki、Aratake Takaaki、Shimizu Shogo、Higashi Youichirou、Shimizu Nobutaka、Karashima Takashi、Saito Motoaki
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 607 Pages: 54-59

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2022.03.124

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  • [Journal Article] Psychological/mental stress-induced effects on urinary function: Possible brain molecules related to psychological/mental stress-induced effects on urinary function2021

    • Author(s)
      Shimizu T, Shimizu S, Higashi Y, Saito M
    • Journal Title

      Int J Urol

      Volume: 28 Issue: 11 Pages: 1093-1104

    • DOI

      10.1111/iju.14663

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  • [Journal Article] Stimulation of brain α7-nicotinic acetylcholine receptors suppresses the rat micturition through brain GABAergic receptors2021

    • Author(s)
      Shimizu Y, Shimizu T, Zou S, Ono H, Hata Y, Yamamoto M, Aratake T, Shimizu S, Higashi Y, Karashima T, Saito M
    • Journal Title

      Biochem Biophys Res Commun

      Volume: 548 Pages: 84-90

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.02.051

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  • [Journal Article] Stimulation of brain alpha7 nicotinic acetylcholine receptors can inhibit the rat micturition reflex through brain GABA receptors2020

    • Author(s)
      Shimizu T, Shimizu Y, Ono H, Zou S, Yamamoto M, Hata Y, Aratake T, Shimizu S, Higashi Y, Honda M, Saito M
    • Journal Title

      Neurourol Urodyn

      Volume: 39 Issue: S2

    • DOI

      10.1002/nau.24455

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  • [Journal Article] Brain nitric oxide induces facilitation of the micturition reflex through brain glutamatergic receptors in rats2020

    • Author(s)
      Ono Hideaki、Shimizu Takahiro、Zou Suo、Yamamoto Masaki、Shimizu Yohei、Aratake Takaaki、Hamada Tomoya、Nagao Yoshiki、Shimizu Shogo、Higashi Youichirou、Saito Motoaki
    • Journal Title

      Neurourology and Urodynamics

      Volume: 39 Issue: 6 Pages: 1687-1699

    • DOI

      10.1002/nau.24440

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  • [Journal Article] Brain hydrogen sulfide suppresses the micturition reflex via brain GABA receptors in rats2020

    • Author(s)
      Yamamoto M, Shimizu T, Zou S, Shimizu S, Higashi Y, Fujieda M, Saito M
    • Journal Title

      Nitric Oxide

      Volume: 104-105 Pages: 44-50

    • DOI

      10.1016/j.niox.2020.08.006

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  • [Presentation] ストレス関連ペプチド・コルチコトロピン放出因子は脳内グルタミン酸受容体を介してラットの排尿を促進する2023

    • Author(s)
      清水孝洋、畑優里佳、鄒瑣, 山本雅樹, 清水陽平, 尾野秀彬, 清水翔吾, 東洋一郎, 清水信貴, 辛島尚, 齊藤源顕
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  • [Presentation] Centrally administered corticotropin-releasing factor induces facilitation of the rat micturition via brain glutamatergic receptors2022

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      Shimizu T, Hata Y, Zou S, Yamamoto M, Ono H, Shimizu Y, Aratake T, Shimizu S, Higashi Y, Karashima T, Saito M
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  • [Presentation] Brain hydrogen sulfide suppresses the rat micturition reflex through brain GABA receptors2022

    • Author(s)
      Yamamoto M, Shimizu T, Zou S, Shimizu S, Higashi Y, Fujieda M, Saito M. Brain hydrogen sulfide suppresses the rat micturition reflex through brain GABA receptors
    • Organizer
      The 16th Pan-Pacific Continence Society Meeting
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  • [Presentation] A stress-related neuropeptide corticotropin-releasing factor induces facilitation of the rat micturition through brain glutamatergic receptors2022

    • Author(s)
      Shimizu T, Hata Y, Zou S, Yamamoto M, Shimizu Y, Ono H, Aratake T, Shimizu S, Higashi Y, Shimizu N, Karashima T, Saito M
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      International Continence Society 52nd Annual Meeting
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ストレス関連ペプチド・コルチコトロピン放出因子のラット脳室内投与はグルタミン酸神経系を介して排尿反射を亢進する2022

    • Author(s)
      清水孝洋、畑優里佳、鄒瑣, 山本雅樹, 清水陽平, 尾野秀彬, 新武享朗, 清水翔吾, 東洋一郎, 清水信貴, 辛島尚, 齊藤源顕
    • Organizer
      第29回日本排尿機能学会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 脳内一酸化炭素が排尿機能に及ぼす影響2022

    • Author(s)
      山本雅樹、清水孝洋、Zou Suo, 清水翔吾, 東洋一郎, 藤枝幹也, 齊藤源顕
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      第29回日本排尿機能学会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ストレス反応に関与するコルチコトロピン放出因子の脳室内投与は脳内グルタミン酸神経系を介してラット排尿反射を促進する2022

    • Author(s)
      清水孝洋、畑優里佳、Zou Suo、山本雅樹、清水陽平、尾野秀彬、清水翔吾、東洋一郎、清水信貴、辛島尚、齊藤源顕
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      第75回日本自律神経学会総会
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  • [Presentation] 脳内一酸化炭素がラット排尿反射へおよぼす影響の薬理学的解析2022

    • Author(s)
      山本雅樹、清水孝洋、Zou Suo、清水翔吾、東洋一郎、藤枝幹也、齊藤源顕
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      JPW2022(日本薬理学関連学会週間)第96回日本薬理学会年会・第43回日本臨床薬理学会学術総会同時期開催
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  • [Presentation] 脳から見た排尿制御2022

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      齊藤源顕、山本雅樹、清水孝洋
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      第74回西日本泌尿器科学会総会
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  • [Presentation] 脳内の内因性一酸化炭素は排尿反射を抑制する2022

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  • [Presentation] ラット脳室内投与されたストレス関連ペプチド・コルチコトロピン放出因子は脳内グルタミン酸神経系を介して排尿促進に関与する2022

    • Author(s)
      清水孝洋、畑優里佳、Zou Suo、山本雅樹、清水陽平、尾野秀彬、清水翔吾、東洋一郎、清水信貴、辛島尚、齊藤源顕
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      第61回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会中国四国支部学術大会
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  • [Presentation] コルチコトロピン放出因子のラット脳室内投与は脳内グルタミン酸受容体を介してラット排尿を促進する2022

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      清水孝洋、畑優里佳、Zou Suo、山本雅樹、尾野秀彬、清水陽平、新武享朗、清水翔吾、東洋一郎、齊藤源顕
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      Shimizu T, Shimizu Y, Zou S, Ono H, Hata Y, Yamamoto M, Aratake T, Shimizu S, Higashi Y, Karashima T, Honda M, Saito M
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  • [Presentation] Brain hydrogen sulfide suppresses the rat micturition reflex via brain GABA receptors2021

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      Yamamoto M, Shimizu T, Zou S, Shimizu S, Higashi Y, Fujieda M, Saito M
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      American Urological Association 115th Annual Meeting
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  • [Presentation] Hydrogen sulfide in the brain centrally suppresses the micturition reflex through brain GABAergic receptors in rats2021

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      Yamamoto M, Shimizu T, Zou S, Shimizu S, Higashi Y, Fujieda M, Saito M
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      Shimizu T, Shimizu Y, Zou S, Ono H, Hata Y, Yamamoto M, Aratake T, Shimizu S, Higashi Y, Karashima T, Honda M, Saito M
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      清水孝洋、清水翔吾、東洋一郎、齊藤源顕
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  • [Presentation] 脳内ニコチン受容体の刺激は脳内GABA受容体を介して排尿抑制を惹起する2021

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      清水孝洋、畑優里佳、Zou Suo、山本雅樹、尾野秀彬、清水陽平、新武享朗、清水翔吾、東洋一郎、齊藤源顕
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  • [Presentation] Nitric oxide centrally induces facilitation of the rat micturition reflex through brain glutamatergic receptors2020

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      Ono H, Shimizu T, Zou S, Yamamoto M, Shimizu Y, Hata Y, Aratake T, Shimizu S, Higashi Y, Honda M, Saito M
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      清水孝洋、清水翔吾、東洋一郎、齊藤源顕
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  • [Remarks] 高知大学医学部薬理学講座

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      http://www.kochi-u.ac.jp/kms/ff_phrmc/

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URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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