ストレスによる機能性胃腸症の発症メカニズム解明とイメージングバイオマーカーの開発

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K09362
• Research Institution: BIWAKO PROFESSIONAL UNIVERSITY OF REHABILITATION
• Principal Investigator: 田中 弘一郎 びわこリハビリテーション専門職大学, リハビリテーション学部, 教授 (00171752)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉岡 芳親 大阪大学, 生命機能研究科, 特任教授(常勤) (00174897)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ストレス / 脳腸相関 / 機能性胃腸症 / 超高磁場機能的MRI / イメージングバイオマーカー

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、①迷走神経系を介した脳と腸管の相互作用（脳腸相関）を超高磁場機能的MRI（fMRI）を用いて、リアルタイム且つ非侵襲的に可視化するマイクロイメージング法を開発し、②開発した機能評価法を用いてストレス負荷で発症する機能性胃腸症（FD:Functional dyspepsia）の発症メカニズムを解明するための研究基盤をつくることを目的としている。
今年度は、これまでに開発してきた超高磁場（11.7T）fMRIを用いたマイクロイメージング法を用いて、異なるストレスモデルにおける脳神経賦活部位の可視化を行った。

１．脳神経活動を高感度且つ高解像度でマイクロイメージングするため開発してきた（1）Mnを用いた超高磁場fMRI、および（2）鉄を含むナノ磁性体を用いた超高磁場fMRIのうち、良好な結果が得られたMnを用いた超高磁場fMRIの測定条件をほぼ確立した。
２．ストレスモデルとして（1）慢性ストレスモデルである慢性予測不能軽度ストレス（CUMS:Chronic Unpredictable Mild Stress）負荷マウス、および（2）急性ストレスモデルである拘束ストレス負荷マウスを用いて、Mnを用いた超高磁場fMRIを行った。その結果、両ストレスモデルとも機能性胃腸症に関連する摂食行動に関与する視床下部に神経活動の亢進がみられた。一方、上記慢性ストレス負荷マウスでは摂食に影響があることが確認され、さらに詳細な検討を実施中である。また、急性ストレス負荷ラットではすでに摂餌量および胃排出の低下を確認済みであるため、急性ストレス負荷マウスでも同様の結果が得られるか確認中である。更に、急性ストレス負荷ラットを用いてMnを用いた超高磁場fMRIを検討中である。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

2021年度は、2020年度に引き続き新型コロナウイルス感染症の拡大に伴う研究計画変更および活動拠点異動による影響のため研究活動が制限された。そのため、2022年度まで研究機関を再延長した。

Strategy for Future Research Activity

１．開発した超高磁場fMRIを用いて、各ストレス負荷マウスあるいはラットの脳の各領域の神経活動を詳細に解析する。
２．各種ストレス負荷時における脳神経活動とストレス疾患である機能性胃腸症の特徴である消化管運動、特に胃排出の低下、および摂食行動、特に摂餌量の低下との関連を解析することにより、ストレス負荷時の脳腸相関について検討する。
３．上記の結果から、ストレスによる機能性胃腸症の新規イメージングマーカーについて検討する。

Causes of Carryover

理由：新型コロナウイルス感染症の拡大に伴う研究計画変更のため。
使用計画：これまで確立した超高磁場機能的fMRIを用いて研究計画を遂行するため、集中的に助成金を使用する。