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Elucidation of the Mechanism of the Central Nervous System Regulation of Intestinal Barrier Function and Its Application to the Treatment of Leaky Gut-related Disease

Research Project

Project/Area Number 21K07883
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 53010:Gastroenterology-related
Research InstitutionAsahikawa Medical College

Principal Investigator

Ishioh Masatomo  旭川医科大学, 大学病院 総合診療部, 医員 (50869211)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 野津 司  旭川医科大学, 医学部, 教授 (30312367)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
KeywordsLeaky gut / Brain / Adenosine A2B / Ghrelin / Orexin / Butyrate / IBS / 腸管バリア機能 / アデノシン / グレリン / オレキシン / 過敏性腸症候群 / 中枢神経系 / 腸管バリア
Outline of Research at the Start

腸管バリアの破綻(Leaky gut)は腸管疾患だけでなく腸管外疾患にも関連し、Leaky gut syndrome(LGS)として注目されている。近年、本研究室は世界で初めて中枢神経系が腸管バリア制御に関与することを報告した。更にこの研究を発展させ、我々は脳内Ghrelinが迷走神経を介してLeaky gutを改善させることを報告した。この神経を介する迅速な腸管バリア調節は、急激なストレスで症状が増悪する過敏性腸症候群などのLGSの病態を考える上で意義深い。そこで本研究は、脳内Ghrelinによる中枢神経系の腸管バリア調節機序を解明し、それを新規LGS治療開発につなげることを目的とする。

Outline of Final Research Achievements

We revealed that the central nervous system regulation of intestinal barrier function by brain ghrelin does not involve brain opioid, dopamine, or cannabinoid signals, but rather, it involves adenosine A2B signaling. Furthermore, we found that the activation of adenosine A2B signaling in the brain also regulates intestinal barrier function, and this mechanism involves the activation of the vagus nerve system.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

脳内ghrelinに加え, 脳内adenosine A2Bシグナルが, leaky gutを改善させることを見出した. leaky gut関連疾患である過敏性腸症候群(IBS)は, 抑うつ・不安などの精神症状を高率に合併し, 病態を増悪させる. ghrelinおよび本研究で見出したadenosine A2Bシグナルは抗精神作用を有することも報告されており, これらの中枢神経系による腸管バリア機能制御機序の解明は, IBSの画期的な創薬研究につながると考える.

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2024 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Brain Neuropeptides, Neuroinflammation, and Irritable Bowel Syndrome2024

    • Author(s)
      Ishioh, M. Nozu, T. Okumura, T.
    • Journal Title

      Digestion

      Volume: 105 Issue: 1 Pages: 34-39

    • DOI

      10.1159/000533275

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Activation of basal forebrain cholinergic neurons improves colonic hyperpermeability through the vagus nerve and adenosine A2B receptors in rats2022

    • Author(s)
      Ishioh, M., Nozu, T., Miyagishi, S., Igarashi, S., Funayama, T., Ohhira, M., Okumura, T.,
    • Journal Title

      Biochem Pharmacol

      Volume: 206 Pages: 115331-115331

    • DOI

      10.1016/j.bcp.2022.115331

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Activation of central adenosine A2B receptors mediate brain ghrelin-induced improvement of intestinal barrier function through the vagus nerve in rats2021

    • Author(s)
      Ishioh Masatomo、Nozu Tsukasa、Igarashi Sho、Tanabe Hiroki、Kumei Shima、Ohhira Masumi、Takakusaki Kaoru、Okumura Toshikatsu
    • Journal Title

      Experimental Neurology

      Volume: 341 Pages: 113708-113708

    • DOI

      10.1016/j.expneurol.2021.113708

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] IBSの病態と脳内Adenosine A2Bシグナル2022

    • Author(s)
      石王 応知
    • Organizer
      第108回日本消化器病学会総会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Basal forebrain cholinergic neuron(BFCN)の活性化は迷走神経を介して腸管透過性亢進を改善する.2022

    • Author(s)
      石王 応知
    • Organizer
      第24回日本神経消化器病学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Basal forebrain cholinergic neuron(BFCN)の活性化は腸管透過性亢進を改善する.2022

    • Author(s)
      石王 応知
    • Organizer
      第19回日本消化管学会総会学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] IBSの病態と脳内AdenosineA2Bシグナル2022

    • Author(s)
      石王応知, 野津司, 奥村利勝
    • Organizer
      第108回日本消化器病学会総会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Ghrelinは中枢神経に作用して迷走神経を介して腸管バリア機能改善作用を有する2021

    • Author(s)
      石王応知, 野津司, 奥村利勝
    • Organizer
      第48回日本潰瘍学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 脳内Adenosine A2B 受容体の活性化はGhrelinによる迷走神経を介する腸管バリア改善に関与する。2021

    • Author(s)
      石王応知, 野津司, 五十嵐将, 田邊裕貴, 粂井志麻, 大平賀子, 高草木 薫, 奥村利勝
    • Organizer
      第23回日本神経消化器病学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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