| Project/Area Number |
22K19530
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 53:Organ-based internal medicine and related fields
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | 消化管運動 / 高解像度食道内圧検査 / 数理モデル / 光遺伝学 / 排便中枢 |
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| Outline of Research at the Start |
消化管は異なる解剖学的特徴を有する複数のサブ領域より構成される。食道から肛門まで一連の消化管機能発現には、食物摂取後の時間経過に従ってサブ領域の時空間的・協調的運動が必須である。本研究では、マウスの食道、幽門、回盲部そして肛門の括約筋圧をモニターすることにより、消化管運動の時空間的協調性における括約筋の役割を解明するとともに、中枢神経による括約筋機能の制御の分子基盤を明らかにする。これらの研究成果を踏まえて作製する数理モデルを駆使して、ヒトと齧歯類の種属差、異なるサブ領域を隔てる括約筋機能の相違、臨床研究と動物実験のギャップを埋めることにより、消化管運動の時空間的協調性の包括的理解を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
The sphincters, which are crucial for the regulation of gastrointestinal movements, require precise timing to contract and relax coordinately. Currently, the underlying mechanisms are not fully understood. Our research has concentrated on two types of sphincters: the lower esophageal sphincter, which demarcates the esophagus and stomach, which are important for the ingestion of food, and the anal sphincter, which plays a role in the excretion of waste.
Regarding the lower esophageal sphincter, we have uncovered the critical roles of mechanoreceptor channels in sensory perception and of myosin proteins in muscle fiber composition. We have also successfully replicated esophageal movements through a mathematical model that emulates and visualizes the motions. On the other hand, in the anal sphincter, we have deciphered the involvement of the brain’s defecation center in the act of defecation, shedding light on this intricate process.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
消化管括約筋の機能障害は、消化管内容物の生理的輸送を妨げることにより、様々な疾患の発症と関連する。例えば、下部食道括約筋の機能障害は、胃内容物を食道に逆流することにより胃食道逆流症やBarrett腺癌を発症する可能性がある。一方、肛門括約筋の機能障害は、便排出障害型の慢性便秘症を発症させる。本研究成果は、消化管括約筋の機能障害により発症する良性疾患から悪性疾患の発症予測や新しい治療法の開発まで幅広い波及効果が期待される。
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