Study on the pathogenesis of functional dyspepsia caused by stress and development of imaging biomarkers

2022 Fiscal Year Annual Research 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, 先導的学際研究機構, 教授 (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

本研究の目的は、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）を用いて可視化するマイクロイメージング法を開発する、②開発した方法を用いてストレス負荷でによる機能性胃腸症の発症メカニズムを解明するための研究基盤をつくる。
本研究では、これまでに開発してきたMnを用いた超高磁場fMRIによるマイクロイメージング法を用いて、慢性ストレスモデル及び急性ストレスモデルにおける脳神経活動の可視化を行った。
1-1.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）負荷マウス：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。このモデルでは摂食の低下が確認されていることから、さらに機能性胃腸症に関連する胃排出能についても詳細に検討する予定である。更に、このモデルでは海馬において優位なシグナル増加が認められた。CUMSにおいては海馬の神経新生低下が惹起されるなど神経活動の低下が認められることから、海馬シグナルの増加はグリア細胞の活性化が示唆された。1-2.慢性ストレスモデルである慢性社会的敗北ストレス（SDS）負荷マウス：脳梁でのシグナル増加が認められ、髄鞘の炎症による活性化が示唆された。
2.急性ストレスモデルである拘束ストレス負荷マウスおよびラット：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、視床下部における神経活動の変化が確認されると予想されたが、拘束ストレス負荷マウスの再解析およびラットの解析の結果、脳内の神経活動に有意な変化が認められなかった。原因はMnの取込み時間が慢性ストレスモデルに比べて短いため、コントロールとの差が検出できなかった可能性が高い。
今後、ストレスモデルの解析を通して、ストレス負荷による機能性胃腸症の発症メカニズムの解明とバイオマーカーの開発を目指す。