屋大学大学院医学系研究科 研究科長 門松 健治 細胞生理学 岩 尚子 い わた 研究補助員 高井 千穂 た い ちほ 研究補助員 中山 晋介
やま け 准教授 プ 学生プ 研究 通 筆頭
著者：森下 博隆 た ひ た 小腸微小領域 け 自発性ペ カ 活動画像 パタ ン分類 腸 法則 捉わ い協調電気活動 実証 ま た
消化管 機能的運動 た 微小領域 協調 必要 医学生理学 教科
書 協調運動 内在神経活動 来 腸 法則：内容物刺激 時
惹起 側 収縮 肛門側 弛緩 記載 いま 腸 含ま
神経以外 多種類 興奮性細胞群 共 働 実際 協調活動 演出 可 能性 あ ま
そ 本研究 透析膜補強微小電極ア イ MEA 法(Iwata et al. 2017) 用い 典型的ペ カ活動 示 マ 小腸筋層 自発性電位
計測 微小領域 時間空間的連携活動 イ 解析 ま た そ 結果 ペ
カ電位 連携活動 以下 ３ パタ ン 大 分類 ま た 1) bumpyパタ ン 電位活動 伝搬 距離的 限定 2) expandingパタ ン 小 領域 発生 た活動 周囲 微小領域 伝搬 3) migratingパタ ン 長方 形様 活動部位 長軸 そ直交方向 進行 ま た また そ 連携活動 長時
間 観察 サイ 変動 ゆ ま た い
migratingパタ ン 示 標本 一過性 正電位領域 続い ペ
カ電流 細胞内流入 負電位 領域 進行 い 観察 ま た
ペ カ活動 容積電伝体 形成 伝搬 示 いま
う 本研究成果 電位画像解析法 興奮性細胞標本 高感度 精密 機能 分析法 薬剤や遺伝子改変動物研究 へ 広い応用 考え ま また 例 示 た解析画像 腸 法則 捉わ いペ カ連携活動 実証 いま
本研究成果 医学雑 Gastroenterology 2017 6月1日付け 電子版 掲 載 ま た
ウ 腸微 領域 ペ カ電位協調： 解析
立証 腸 法則 捉わ い協調活動 分類
ウ 腸微 領域 ペ カ電位協調： 解析 立証
腸 法則 捉わ い協調活動 分類
ン
○透析膜補強微 電極 法を利用 ウ 腸 ペ カ電位 基本電気活 動 を 解析 Bumpy/localized, expanding, migrating いう
パタ ン 分類
○長時間 解析 ペ カ電位 伝搬 大 ゆ
分 例え expandingパタ ンを示 標本 発生位置 顕著 移 動 あ migrating パタ ンを示 標本 逆転現象 含 色々 方向へ 伝搬 観察
○ 解析 ペ カ電位 微 領域 連携性や 変動 ゆ 特性
標本 性質や機能状態を評価 高感度指標 利用 可能性 あ い い 疾患 動物や薬剤評価試験 へ 応用 期待
○医学 生理学 教科書 食物 消化管壁内部 刺激 口側
縮 肛門側 弛緩 惹起 内在神経支配 腸 法則
記載 一方 う 典型的 応 限 条件下 起
い いう報告 あ 本 解析研究 内在 ペ カ細胞群 腸
管 法則 捉わ い自由 自発性電位連携を創 出 を立証
．背景
蠕動や分節運動 消化管 機能的 運動を発揮 微 領域 協調活動 要求 医学 生理学 教科書 生理学 け 初期 研究 基 内在
神経活動 由来 腸 法則 食物 消化管壁内部 刺激
口側 縮 肛門側 弛緩 惹起 記載 い
う 典型的 応 限 条件下 起 い いう報告 あ 神
経以外 多種 興奮性細胞群 実際 消化管 協調的活動 大い 働 可能性 あ
ネッ ワ ク状 分布 ペ カ細胞群 力 候補
．研究成果
本研究 透析膜補強微 電極 MEA 法 (Iwata et al. 2017)を用い 典型的ペ カ活動を示 ウ 腸筋層 自発性電位を記録 微 領域 時間空 間的連携活動を 解析
ペ カ電位 微 領域 連携活動 大 bumpy, expanding, migrating
いう パタ ン 試験的 分類 1) bumpyパタ ン
電位活動 伝搬 距離的 限定 電気的連結 乏 同調性 減弱 い 示唆 2) expandingパタ ン 領域 発生 活動 周
微 領域 伝搬 長時間活動を い 3) migratingパタ ン 長 方形様 活動部位 長軸 直交方向 進行 い
ペ カ電位 連携活動 サ ク 変動 ゆ あ 例え
あ 標本 サ ク 異 微 位置 発生 expandingパタ ン 観察 あ migratingパタ ン 標本 口側 肛門側 逆転
含 い い 方向へ 電位活動 進行 観察 い migrating パタ ン 標本 明 表示 活動 負電位 領域 進行 前 先 暗い
一過性 電位 領域 あ ペ カ電流 ソ
ンク領域 あ 後者 細胞間を伝搬 ペ カ電流 細胞膜をチ
い ペ カ活動 電流ソ ンク複合体 一体 容積伝 体
進行 考え
．今後 展開
本研究 腸ペ カ電位 微 領域 時間空間的連携活動を 解析
試験的 パタ ン 分類 パタ ン
例え 静 状態 ぶ 及び推進様 運動 対応 推測 今後
研究を通 対応 機能 解明 期待 migratingパタ ン 見
う ペ カ電流発生 ソ 領域 移動 電流流入 ン
ク 領域 先 いう特徴 あ 領域 形状 存在時間を総合的 評価
詳細 パタ ン分類 可能性 あ 電位 解析
法 自動技術 組 込 生体標本 高感度 精密 機能分析法 薬
剤効果 定や疾患 動物研究へ 応用 広 考え
．用語説明
腸 法則 (the law of the intestine )： 世紀初頭 Bayliss Starling (Journal of Physiology 24, 99—143 1899; Journal of Physiology 26, 107—118, 1900) 提唱
腸 運動法則 腸 内容物刺激 口側 縮 同時 肛門側 弛緩 内容物 運搬 内在神経 射 依
フ 電位 (field potential)：電場電位 神経 筋組織 い 局所 局所 細胞外電流 伝 体 細胞外 ペ を容積伝 (volume conduction)
総和 形成
．発表雑誌
Hirotaka Morishita1, Naoko Iwata1, Chiho Takai1, Naoto Mochizuki1, Noriyuki Kaji2, Masatoshi Hori2, Shunichi Kajioka3, Shinsuke Nakayama1
1Department of Cell Physiology, Graduate School of Medicine, Nagoya University
2Department of Veterinary Pharmacology, Graduate School of Agriculture and Life Sciences, The University of Tokyo
3Department of Applied Urology and Molecular Medicine, Graduate School of Medicine, Kyushu University
" Micro-coordination of pacemaker potentials in the intestine of the mouse " Gastroenterology (2017年6 1日付け 電子版 掲載)
DOI：http://dx.doi.org/10.1053/j.gastro.2017.04.016
English ver.
https://www.med.nagoya-
u.ac.jp/medical_E/research/pdf/Gastroenterology_20170605en.pdf
