Analysis of action of neurotrophic factor precursor via glutamatergic signal transmission that is involved in voiding dysfunction after spinal cord injury

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K09575
• Research Institution: University of Yamanashi
• Principal Investigator: 芳山 充晴 山梨大学, 大学院総合研究部, 医学研究員 (20422694)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 排尿障害 / 脊髄損傷 / マウス / 神経栄養因子前駆体 / グルタミン酸受容体 / 膀胱 / 外尿道括約筋

Outline of Annual Research Achievements

生後9週の雌C57BL/6マウスの脊髄（第8胸髄―第9胸髄）を完全切断した。その後4週間にわたり連日の徒手的排尿管理を行い、慢性脊髄損傷マウスを作製した。同脊髄損傷モデルマウスを用いて実施した膀胱内圧と外尿道括約筋筋電図の同時測定では、膀胱収縮に先行し外尿道括約筋活動が活性化し、外尿道括約筋活動の静止に続き膀胱内圧の低下と膀胱内注入液の排出が起きることを確認した。この脊髄損傷マウスモデルの確立は、今後の研究を進める上での重要な成果である。
Acid-sensing ion channels（ASICs：酸感受性イオンチャネル）がマウスの正常排尿機能と酢酸刺激による頻尿に関与することを明らかにした。同研究成果を論文化し国際学術誌に発表した。この研究では、膀胱壁の伸展により発生した興奮性信号が膀胱求心路から後根神経節に存在するASICsを介して脊髄へ伝達されることを示した。ASIC阻害薬が酢酸刺激誘発の頻尿を緩和したことから、ASICsを標的とした膀胱痛症候群/間質性膀胱炎の治療が可能になるかも知れない。
国際共同研究の一環として、アメリカ、カナダ、スウェーデンの研究者等と共に齧歯動物を用いた下部尿路研究に関する総説論文を執筆し国際学術誌に発表した。同論文では、適切な実験方法で下部尿路機能研究を実施するための指針を示している。加えて、トルコのCukurova大学とKahramanmaras大学の研究者等と共に1型糖尿病モデルラットの勃起機能に対するアギ根エキスの効果に関する論文を国際学術誌に発表した。この研究では、同エキスが糖尿病に合併する勃起障害を緩和する可能性を示した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

コロナ禍において、県外在住の代表研究者の往来が著しく制限された。このため、慢性実験が主である研究計画において実験遂行が極めて困難である期間が長く続いたことが大いに影響した。

Strategy for Future Research Activity

コロナ禍における県境を越える往来の自粛は研究推進において多大なる妨げとなる。感染蔓延状況を見ながら来県し、必要な急性実験を優先的に実施することとする。

Causes of Carryover

コロナ禍の最中、実験遂行が遅れたため、予定していた物品をいそいで購入する必要がなくなったため。令和3年度に現況が改善されれば予定している実験を行うことが出来、実験に用いる物品の購入が必要になる。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Duke University/University of Connecticut/Harvard Medical School(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: Duke University/University of Connecticut/Harvard Medical School
  • # of Other Institutions: 1
• [Int'l Joint Research] Lund University(スウェーデン)
  • Country Name: SWEDEN
  • Counterpart Institution: Lund University
• [Int'l Joint Research] McGill University(カナダ)
  • Country Name: CANADA
  • Counterpart Institution: McGill University
• [Int'l Joint Research] University of Kahramanmaras/University of Cukurova(トルコ)
  • Country Name: TURKEY
  • Counterpart Institution: University of Kahramanmaras/University of Cukurova
• [Journal Article] The effect of Ferula elaeochytris root extract on erectile dysfunction in streptozotocin-induced diabetic rat (2020)
  • Author(s): Eser, N., Buyuknacar, H.S., Cimentepe, O.O., Gocmen, C., Ucar, Y., Erdogan, S., Yoshiyama, M.
  • Journal Title: International Journal of Impotence Research Volume: 32 Pages: 186-194
  • DOI: 10.1038/s41443-019-0137-8
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Best practices for cystometric evaluation of lower urinary tract function in muriform rodents (2020)
  • Author(s): Fraser, M.O., Smith, P.P., Sullivan, M.P., Bjorling, D.E., Campeau, L., Andersson, K.-E., Yoshiyama, M.
  • Journal Title: Neurourology and Urodynamics Volume: 39 Pages: 1868-1884
  • DOI: 10.1002/nau.24415
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Blockade of acid-sensing ion channels increases urinary bladder capacity with or without intravesical irritation in mice (2020)
  • Author(s): Yoshiyama, M., Kobayashi, H., Takeda, M., Araki, I.
  • Journal Title: Frontiers in Physiology Volume: 11 Pages: 592867
  • DOI: 10.3389/fphys.2020.592867
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Acid-sensing ion channel 3 (ASIC3) inhibitor increases functional bladder capacity with or without acidic irritation of lower urinary tract in mice when administering intraperitoneally but not intravesically (2020)
  • Author(s): Yoshiyama, M.
  • Organizer: International Continence Society 2020 Online Meeting
  • Int'l Joint Research