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Elucidation of the sex difference in the regulatory mechanism of colonic motility control by the central nervous system and that in defecation disorders.

Research Project

Project/Area Number 20H03148
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 42020:Veterinary medical science-related
Research InstitutionGifu University

Principal Investigator

Shimizu Yasutake  岐阜大学, 応用生物科学部, 教授 (40243802)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山口 裕嗣  名古屋大学, 環境医学研究所, 特任助教 (10542970)
内藤 清惟  鹿児島大学, 農水産獣医学域獣医学系, 准教授 (30794903)
山中 章弘  名古屋大学, 環境医学研究所, 教授 (60323292)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
Keywords消化管 / 排便 / 脊髄 / 大腸運動 / 性差 / 痛み / 下行性疼痛抑制系 / ストレス / 下行性疼痛抑制経路 / 下痢
Outline of Research at the Start

ストレスに起因する過敏性腸症候群(IBS)において、症状に性差が認められ、男性は下痢、女性は便秘が多いことが知られている。このような性差が認められる理由は不明であるので、本研究ではそのメカニズムを解明することを目的とする。
実験にはラットを用い、正常な状態で、大腸運動を調節する神経回路に性差があるか、痛覚過敏を誘発した場合に認められる変化に性差があるか、特定の神経を活性化/沈静化することにより大腸運動異常を改善できるか、を検討する。この研究により、QOLの著しい低下をもたらすIBSの病態が解明でき、中枢の乱れを是正する治療薬の開発、さらにオーダーメイド治療の道を拓くことが期待できる。

Outline of Final Research Achievements

In this study, the sex difference in the regulatory mechanism of colonic motility control by the central nervous system was examined by using rats. In male rats, descending monoaminergic neurons from the brain to the spinal cord were activated in response to a noxious stimulus applied to the large intestine, and subsequently colonic motility was enhanced via the pelvic nerves. In contrast, in female rats, colonic motility was enhanced after application of noxious stimuli. Further experiments revealed that noxious stimuli activate GABA neurons, which antagonizes the stimulatory action of monoamine in the case of female animals. This difference may be related to the higher incidence of diarrhea in males and the higher incidence of constipation in females.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ストレスに起因する過敏性腸症候群(IBS)は、致死的ではないが患者のQOLを著しく低下させるため、治療法の確立が望まれている疾病である。IBSの症状には性差があり、男性は下痢型、女性は便秘型が多いといわれている。本研究では、排便制御に関わる中枢の神経回路の構成に性差があることを解明したが、病態と関連する神経回路の違いを明確にした点に学術的な意義がある。このような成果は、中枢神経系を標的とした新しい薬物開発し、性別に合わせたオーダーメイド治療につながる可能性がある。

Report

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

    (42 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 2 results) Presentation (34 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Essential roles of the hypothalamic A11 region and the medullary raphe nuclei in regulation of colorectal motility in rats.2023

    • Author(s)
      Tomoya Sawamura, Natsufu Yuki, Kazuhiro Horii, Kiyotada Naitou, Hiroshi Yamaguchi, Akihiro Yamanaka, Takahiko Shiina, Yasutake Shimizu
    • Journal Title

      American Journal of Physiology-Gastrointestinal and Liver Physiology

      Volume: in press Issue: 6 Pages: G466-G475

    • DOI

      10.1152/ajpgi.00019.2023

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Regulatory mechanism of colonic motility by the central nervous system2022

    • Author(s)
      志水泰武,椎名貴彦
    • Journal Title

      The Autonomic Nervous System

      Volume: 59 Issue: 2 Pages: 178-182

    • DOI

      10.32272/ans.59.2_178

    • ISSN
      0288-9250, 2434-7035
    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Contribution of sex hormones to the sexually dimorphic response of colorectal motility to noxious stimuli in rats2022

    • Author(s)
      Horii Kazuhiro、Sawamura Tomoya、Onishi Ayaka、Yuki Natsufu、Naitou Kiyotada、Shiina Takahiko、Shimizu Yasutake
    • Journal Title

      American Journal of Physiology-Gastrointestinal and Liver Physiology

      Volume: 323 Issue: 1 Pages: G1-G8

    • DOI

      10.1152/ajpgi.00033.2022

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Intrathecally administered substance P activated the spinal defecation center and enhanced colorectal motility in anesthetized rats2022

    • Author(s)
      Naitou Kiyotada、Iwashita Honoka、Ueda Hiromi H.、Shiraishi Mitsuya、Fujimoto Yoshikazu、Horii Kazuhiro、Sawamura Tomoya、Shiina Takahiko、Shimizu Yasutake
    • Journal Title

      American Journal of Physiology-Gastrointestinal and Liver Physiology

      Volume: 323 Issue: 1 Pages: G21-G30

    • DOI

      10.1152/ajpgi.00342.2021

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  • [Journal Article] Sexually dimorphic response of colorectal motility to noxious stimuli in the colorectum in rats2021

    • Author(s)
      Horii Kazuhiro、Ehara Yuka、Shiina Takahiko、Naitou Kiyotada、Nakamori Hiroyuki、Horii Yuuki、Shimaoka Hiroki、Saito Shouichiro、Shimizu Yasutake
    • Journal Title

      The Journal of Physiology

      Volume: 599 Issue: 5 Pages: 1421-1437

    • DOI

      10.1113/jp279942

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  • [Journal Article] α-MSH-induced activation of spinal MC1R but not MC4R enhances colorectal motility in anaesthetised rats2021

    • Author(s)
      Ueda Hiromi H.、Naitou Kiyotada、Nakamori Hiroyuki、Horii Kazuhiro、Shiina Takahiko、Masatani Tatsunori、Shiraishi Mitsuya、Shimizu Yasutake
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 487-487

    • DOI

      10.1038/s41598-020-80020-x

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    • Author(s)
      椎名貴彦、志水泰武
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    • Author(s)
      澤村 友哉、堀井 和広、湯木 夏扶、山口 裕嗣、山中 章弘、椎名 貴彦、志水 泰武
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      第100回日本生理学会大会
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      廣木 悠乃、澤村 友哉、湯木 夏扶、堀井 和広、椎名 貴彦、志水 泰武
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      第100回日本生理学会大会
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    • Author(s)
      湯木 夏扶、堀井 和広、澤村 友哉、山口 裕嗣、山中 章弘、椎名 貴彦、志水 泰武
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      第100回日本生理学会大会
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    • Author(s)
      Yasutake Shimizu, Kazuhiro Horii, Tomoya Sawamura, Natsufu Yuki, Kiyotada Naitou, Takahiko Shiina
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      ISAN (12th Congress of International Society for Autonomic Neuroscience) 2022
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  • [Presentation] Glutamatergic Stimulation of The Dorsomedial Hypothalamus Enhances Colorectal Motility By Activating Descending Serotonergic And Dopaminergic Neurons In Rats.2022

    • Author(s)
      Natsufu Yuki, Tomoya Sawamura, Kazuhiro Horii, Kiyotada Naitou, Hiroshi Yamaguchi, Akihiro Yamanaka, Takahiko Shiina, Yasutake Shimizu
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      ISAN (12th Congress of International Society for Autonomic Neuroscience) 2022
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Role of Descending Monoaminergic Neurons From The A11 Region And Medullary Raphe Nuclei In Regulation of Colorectal Motility In Rats.2022

    • Author(s)
      Tomoya Sawamura, Kazuhiro Horii, Natsufu Yuki, Kiyotada Naitou, Hiroshi Yamaguchi, Akihiro Yamanaka, Takahiko Shiina, Yasutake Shimizu
    • Organizer
      ISAN (12th Congress of International Society for Autonomic Neuroscience) 2022
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      2022 Annual Research Report
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  • [Presentation] Spinal Substance P Related To Defecation Reflexes And Enhanced Colorectal Motility.2022

    • Author(s)
      Kiyotada Naitou, Honoka Iwashita, Hiromi H Ueda, Mitsuya Shiraishi, Yoshikazu Fujimoto, Kazuhiro Horii, Tomoya Sawamura, Takahiko Shiina, Yasutake Shimizu
    • Organizer
      ISAN (12th Congress of International Society for Autonomic Neuroscience) 2022
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ラットにおける侵害刺激に対する大腸運動応答の性差形成に性ホルモンが及ぼす影響2022

    • Author(s)
      堀井 和広、椎名 貴彦、志水 泰武
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      第64回日本平滑筋学会総会
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  • [Presentation] ラットの侵害刺激による大腸運動応答の性差に寄与する中枢性メカニズムの解明2022

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      堀井 和広、澤村 友哉、湯木 夏扶、椎名 貴彦、志水 泰武
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  • [Presentation] ラット視床下部背内側核の活性化は、下行性モノアミン作動性神経を介して大腸運動を促進する2022

    • Author(s)
      湯木 夏扶、堀井 和広、澤村 友哉、山口 裕嗣、山中 章弘、椎名 貴彦、志水 泰武
    • Organizer
      第31回日本病態生理学会大会
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      澤村 友哉、堀井 和広、湯木 夏扶、山口 裕嗣、山中 章弘、椎名 貴彦、志水 泰武
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      第31回日本病態生理学会大会
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      湯木夏扶、堀井和広、澤村友哉、山口裕嗣、山中章弘、椎名貴彦、志水泰武
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      第69回中部日本生理学会
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  • [Presentation] ラットにおける間脳A11領域および延髄縫線核から脊髄へ投射するモノアミン作動性神経は大腸運動を制御する2022

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      澤村友哉、堀井和広、湯木夏扶、山口裕嗣、山中章弘、椎名貴彦、志水泰武
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      第69回中部日本生理学会
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      第30回日本病態生理学会大会
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      湯木夏扶、堀井和広、澤村友哉、椎名貴彦、志水泰武
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      第30回日本病態生理学会大会
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      澤村友哉、堀井和広、湯木夏扶、山口裕嗣、山中章弘、椎名貴彦、志水泰武
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      澤村友哉、堀井和広、湯木夏扶、山口裕嗣、山中章弘、椎名貴彦、志水泰武
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      志水泰武
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      澤村友哉、堀井和広、椎名貴彦、山口裕嗣、山中章弘、志水泰武
    • Organizer
      第98回日本生理学会大会・第126回 日本解剖学会総会・全国学術集会
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      堀井和広、大西彩花、椎名貴彦、志水泰武
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      内藤清惟、植田大海、白石光也、正谷達謄、中森裕之、堀井和広、椎名貴彦、志水泰武
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      第98回日本生理学会大会・第126回 日本解剖学会総会・全国学術集会
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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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