研究課題
基盤研究(B)
消化管は多くの役割を果たすユニークな臓器である。内容物の攪拌・運搬や栄養素の吸収をするとともに、ホルモンや神経を介し中枢など多臓器を制御する。最近の研究から、基礎リズムを発生するカハール間質細胞（ペースメーカ）ネットワークが、正常・病態時の消化管の連携的興奮に重要な働きをすることが明らかとなってきた。そこで本研究では、独自に開発した透析膜補強・微小電極アレイ法や、蛍光Caセンサを用いて消化管ペースメーカの連携興奮を可視化し、消化管の過敏性および炎症がどのように時間空間的連携に影響を及ぼすか特徴付ける。これにより、過敏性腸症候群や炎症性腸疾患での消化管運動異常の予防・診断・創薬治療へ貢献する。
消化管は多くの役割を果たすユニークな臓器である。栄養素の消化吸収とともに、中枢神経を含め多臓器へ影響を与える。基礎リズムを発生するカハール間質細胞ネットワークが、消化管の連携的興奮にも重要な働きをすることが明らかとなってきた。そこで本研究では、応募者が開発した透析膜補強・微小電極アレイ法を用いて、消化管の時空間連携興奮を可視化することで、過敏性・炎症性の影響を研究した。5-HTは小腸ペースメーカ活動伝搬を促進し、一方、トリプトファンから腸内細菌が合成する還元剤3-IPAは抑制効果を示したので、その客観性を機械学習により検証中である。また、細胞内Caを指標として消化管各部位の特性を調べている。
応募者は独自に開発した透析膜補強・微小電極アレイ法を用いて、消化管の時空間連携興奮を記録し、疑似カラー画像とすることで可視化した。このビデオ画像をもとに、微小領域のペースメーカ活動が、計測領域外部から移動してくるか、それとも計測領域内部で発生するかのパターン分類を可能にした。そこで、現在発達中の機械学習・深層学習を導入して、応募者の分類の正確さを客観的に検証している。このような手法は、微小電極アレイでの時空間興奮連携の評価法として利用される可能性がある。また、腸内細菌酵素を介し誘導される3-IPAの抑制効果は、5-HTの作用と拮抗的に働くので、腸内細菌叢による消化管運動調節の可能性を示唆する。
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すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (14件) 図書 (1件) 備考 (3件)
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