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中枢神経による大腸運動制御機構と排便異常に認められる性差のメカニズム解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H03148
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分42020:獣医学関連
研究機関岐阜大学

研究代表者

志水 泰武  岐阜大学, 応用生物科学部, 教授 (40243802)

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2021年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2020年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
キーワード消化管 / 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
研究開始時の研究の概要

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。

研究成果の概要

本研究では、ラットを用いて大腸運動制御機構の性差を検討した。オスでは大腸内に痛み刺激が与えられると、脳から脊髄に下行する神経からドパミンやセロトニンが放出され、結果的に大腸運動が亢進するが、メスでは同様の刺激を加えても大腸運動が亢進しないことが判明した。メスにおいて大腸運動が亢進しないのは、脊髄でGABAが放出されドパミンやセロトニンの促進作用に拮抗するためであることがわかった。この違いが男性で下痢が多く、女性で便秘が多いことと関連するものと考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

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。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (34件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

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

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Sawamura, Natsufu Yuki, Kazuhiro Horii, Kiyotada Naitou, Hiroshi Yamaguchi, Akihiro Yamanaka, Takahiko Shiina, Yasutake Shimizu
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology-Gastrointestinal and Liver Physiology

      巻: in press 号: 6 ページ: G466-G475

    • DOI

      10.1152/ajpgi.00019.2023

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 中枢神経による大腸運動の調節機構2022

    • 著者名/発表者名
      志水泰武,椎名貴彦
    • 雑誌名

      自律神経

      巻: 59 号: 2 ページ: 178-182

    • DOI

      10.32272/ans.59.2_178

    • ISSN
      0288-9250, 2434-7035
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Contribution of sex hormones to the sexually dimorphic response of colorectal motility to noxious stimuli in rats2022

    • 著者名/発表者名
      Horii Kazuhiro、Sawamura Tomoya、Onishi Ayaka、Yuki Natsufu、Naitou Kiyotada、Shiina Takahiko、Shimizu Yasutake
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology-Gastrointestinal and Liver Physiology

      巻: 323 号: 1 ページ: G1-G8

    • DOI

      10.1152/ajpgi.00033.2022

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intrathecally administered substance P activated the spinal defecation center and enhanced colorectal motility in anesthetized rats2022

    • 著者名/発表者名
      Naitou Kiyotada、Iwashita Honoka、Ueda Hiromi H.、Shiraishi Mitsuya、Fujimoto Yoshikazu、Horii Kazuhiro、Sawamura Tomoya、Shiina Takahiko、Shimizu Yasutake
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology-Gastrointestinal and Liver Physiology

      巻: 323 号: 1 ページ: G21-G30

    • DOI

      10.1152/ajpgi.00342.2021

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sexually dimorphic response of colorectal motility to noxious stimuli in the colorectum in rats2021

    • 著者名/発表者名
      Horii Kazuhiro、Ehara Yuka、Shiina Takahiko、Naitou Kiyotada、Nakamori Hiroyuki、Horii Yuuki、Shimaoka Hiroki、Saito Shouichiro、Shimizu Yasutake
    • 雑誌名

      The Journal of Physiology

      巻: 599 号: 5 ページ: 1421-1437

    • DOI

      10.1113/jp279942

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] α-MSH-induced activation of spinal MC1R but not MC4R enhances colorectal motility in anaesthetised rats2021

    • 著者名/発表者名
      Ueda Hiromi H.、Naitou Kiyotada、Nakamori Hiroyuki、Horii Kazuhiro、Shiina Takahiko、Masatani Tatsunori、Shiraishi Mitsuya、Shimizu Yasutake
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 487-487

    • DOI

      10.1038/s41598-020-80020-x

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 炎症性腸疾患モデル動物の結腸における神経筋伝達機構の特性 (Characterization of neuromuscular transmissions in the colon of inflammatory bowel disease model animals)2023

    • 著者名/発表者名
      椎名貴彦、志水泰武
    • 学会等名
      第100回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 視床下部A11 領域と延髄縫線核は脊髄排便中枢を介して中枢性に大腸運動を制御する (The hypothalamic A11 region and the medullary raphe nuclei regulate colorectal motility mediated through the spinal defecation center)2023

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第100回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 大腸炎による内臓痛覚過敏ラットにおける大腸運動の中枢性調節機構の変化 (Alterations in central regulatory mechanisms of colonic motility in visceral hyperalgesia induced by colonic inflammation in rats)2023

    • 著者名/発表者名
      廣木 悠乃、澤村 友哉、湯木 夏扶、堀井 和広、椎名 貴彦、志水 泰武
    • 学会等名
      第100回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ラットにおける視床下部背内側核の活性化は延髄縫線核を経由して脊髄排便中枢を活性化することで大腸運動を亢進させる (Activation of the dorsomedial hypothalamus enhances colorectal motility by activating spinal defecation center via themedullary raphe in rats)2023

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第100回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Female-Specific Gabaergic Inhibition of The Lumbosacral Defecation Center In Rats2022

    • 著者名/発表者名
      Yasutake Shimizu, Kazuhiro Horii, Tomoya Sawamura, Natsufu Yuki, Kiyotada Naitou, Takahiko Shiina
    • 学会等名
      ISAN (12th Congress of International Society for Autonomic Neuroscience) 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Glutamatergic Stimulation of The Dorsomedial Hypothalamus Enhances Colorectal Motility By Activating Descending Serotonergic And Dopaminergic Neurons In Rats.2022

    • 著者名/発表者名
      Natsufu Yuki, Tomoya Sawamura, Kazuhiro Horii, Kiyotada Naitou, Hiroshi Yamaguchi, Akihiro Yamanaka, Takahiko Shiina, Yasutake Shimizu
    • 学会等名
      ISAN (12th Congress of International Society for Autonomic Neuroscience) 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Role of Descending Monoaminergic Neurons From The A11 Region And Medullary Raphe Nuclei In Regulation of Colorectal Motility In Rats.2022

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Sawamura, Kazuhiro Horii, Natsufu Yuki, Kiyotada Naitou, Hiroshi Yamaguchi, Akihiro Yamanaka, Takahiko Shiina, Yasutake Shimizu
    • 学会等名
      ISAN (12th Congress of International Society for Autonomic Neuroscience) 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spinal Substance P Related To Defecation Reflexes And Enhanced Colorectal Motility.2022

    • 著者名/発表者名
      Kiyotada Naitou, Honoka Iwashita, Hiromi H Ueda, Mitsuya Shiraishi, Yoshikazu Fujimoto, Kazuhiro Horii, Tomoya Sawamura, Takahiko Shiina, Yasutake Shimizu
    • 学会等名
      ISAN (12th Congress of International Society for Autonomic Neuroscience) 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      堀井 和広、椎名 貴彦、志水 泰武
    • 学会等名
      第64回日本平滑筋学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      堀井 和広、澤村 友哉、湯木 夏扶、椎名 貴彦、志水 泰武
    • 学会等名
      第31回日本病態生理学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第31回日本病態生理学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 化学遺伝学的手法を用いた脳から脊髄へ投射する神経の活動操作による大腸運動制御メカニズムの解明2022

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第31回日本病態生理学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ラットにおける視床下部背内側核の活性化は、脊髄排便中枢でのモノアミン放出を介して大腸運動を促進する2022

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第69回中部日本生理学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第69回中部日本生理学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ラットの侵害刺激による大腸運動応答の性差における性ホルモンの関与2022

    • 著者名/発表者名
      堀井和広、澤村友哉、湯木夏扶、椎名貴彦、志水泰武
    • 学会等名
      第30回日本病態生理学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 痛覚過敏モデルラットにおける侵害刺激による大腸運動応答の変化2022

    • 著者名/発表者名
      廣木悠乃、堀井和広、澤村友哉、湯木夏扶、椎名貴彦、志水泰武
    • 学会等名
      第30回日本病態生理学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ラットの視床下部背内側核のグルタミン酸受容体の活性化は脊髄排便中枢を介して大腸運動を亢進する2022

    • 著者名/発表者名
      湯木夏扶、堀井和広、澤村友哉、椎名貴彦、志水泰武
    • 学会等名
      第30回日本病態生理学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ラット大腸運動のグレリンアゴニスト誘発性増強の性差における脊髄のGABAの役割2022

    • 著者名/発表者名
      宇藤 有汰、澤村 友哉、湯木 夏扶、椎名 貴彦、橋谷 光、志水 泰武
    • 学会等名
      第99回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ラット視床下部背内側核のグルタミン酸刺激は延髄縫線核と A11領域を経由した脊髄排便中枢の活性化により大腸運動を亢進させる2022

    • 著者名/発表者名
      湯木 夏扶、堀井 和広、澤村 友哉、椎名 貴彦、志水 泰武
    • 学会等名
      第99回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Role of monoaminergic and GABAergic neurons projecting from the raphe nuclei and A11 region to the spinal defecation center in regulation of colorectal motility in rats.2021

    • 著者名/発表者名
      澤村友哉、堀井和広、椎名貴彦、山口裕嗣、山中章弘、志水泰武
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会/第1回CJK国際会議
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ラットの視床下部背内側核のグルタミン酸受容体の活性化は大腸運動を亢進する2021

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第164回日本獣医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ラット大腸運動の制御に関与する脳領域の薬理遺伝学的手法による解明2021

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第164回日本獣医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 痛覚過敏誘発ラットにおける侵害刺激に対する大腸運動応答の抑制:下行性オキシトシン神経の寄与2021

    • 著者名/発表者名
      堀井和広、澤村友哉、湯木夏扶、椎名貴彦、志水泰武
    • 学会等名
      第164回日本獣医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 脊髄排便中枢におけるサブスタンスPの大腸運動促進作用2021

    • 著者名/発表者名
      内藤清惟、岩下朋乃樺、植田大海、白石光也、藤本佳万、椎名貴彦、志水泰武
    • 学会等名
      第164回日本獣医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ラットのA11 領域ドパミン神経と縫線核セロトニン神経は脊髄排便中枢を介して大腸運動を制御する2021

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第68回中部日本生理学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ラットの下行性疼痛抑制系による大腸運動制御の性差における性ホルモンの関与2021

    • 著者名/発表者名
      堀井和広、椎名貴彦、志水泰武
    • 学会等名
      第68回中部日本生理学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 中枢神経による消化管運動の調節機構2021

    • 著者名/発表者名
      志水泰武
    • 学会等名
      第73回日本自律神経学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大腸運動を制御する神経回路 (Neural pathway regulating colorectal motility)2021

    • 著者名/発表者名
      志水泰武、椎名貴彦
    • 学会等名
      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
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ラットにおける大腸運動を調節する脳領域特定のための薬理遺伝学的アプローチ (A chemogenetic approach to identify brain regions regulating colorectal motility in rat)2021

    • 著者名/発表者名
      澤村友哉、堀井和広、椎名貴彦、山口裕嗣、山中章弘、志水泰武
    • 学会等名
      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
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ラットの侵害刺激による大腸運動応答の性差形成における性ホルモンの関与 (Involvement of sex hormones in sexually dimorphic response of colorectal motility to noxious stimuli in rats)2021

    • 著者名/発表者名
      堀井和広、大西彩花、椎名貴彦、志水泰武
    • 学会等名
      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
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 1型メラノコルチン受容体を介した脊髄排便中枢の活性化作用 (Activation of melanocortin 1 receptors in the spinal defecation center enhanced colorectal motility in rats)2021

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      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
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] パーキンソン病モデルラットにおける下行性疼痛抑制系を介した大腸運動の制御機構の特徴2020

    • 著者名/発表者名
      青木花苗、堀井和広、椎名貴彦、志水泰武
    • 学会等名
      第163回日本獣医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 侵害刺激によるラット大腸運動の促進応答における性ホルモンの関与2020

    • 著者名/発表者名
      堀井和広、大西彩花、椎名貴彦、志水泰武
    • 学会等名
      第163回日本獣医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 下行性疼痛抑制系を介した大腸運動制御における雌雄差2020

    • 著者名/発表者名
      堀井和広、江原優花、大西彩花、青木花苗、椎名 貴彦、志水 泰武
    • 学会等名
      第19回生体機能研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 男性に下痢、女性に便秘が多い原因・神経伝達物質の性差を発見

    • URL

      https://www.gifu-u.ac.jp/news/research/2020/12/entry28-10549.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 研究成果:男性に下痢、女性に便秘が多い原因・神経伝達物質の性差を発見

    • URL

      https://www.gifu-u.ac.jp/news/research/2020/12/entry28-10549.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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