名古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 中山 晋
やま け 准教授 ープ 学生研究プ ェ 活動 通 応
用範囲 広い透析膜強化微小電極ア イ計測法 考案 消化管 け 複合的電気活 動 連携 時間空間的 解析 こ 成功 ま 筆頭著者：岩田 尚子 いわ
こ
腸 生体中 存在 極め 長い臓器 食道 胃 小腸 結腸 各セ ョン け 機能 対応 特徴的 運動 ま ま 栄養素 消化吸収 け く 免 疫 精神 微生物 共生 様々 生体機能 関連 近 注目さ いま 消化管壁 時間空間的 電気活動 運動性 基礎 成 識さ いま 実際
筋 神経 間質細胞群 混在 多種多様 電気興奮 オーバーラップ 複雑 働い い め そ 解明 高精度 計 測 解析 方 法 確 立 必要 考え ま 一般的 使用さ 光学的計測手法 広帯域 生体信号記 録 困難
そこ 本研究 透析膜 標本 ー 状態 補強 MEA計測法 考案 こ い い 消化管部位 い 特徴的 時間空間的電位変動 記録 こ 示 ま 空間的 電気計測条件 安定 め 胃 小腸 結腸 い 特徴的 自発性電位活動 長時間計測 時間空間的解析や視覚的 電位 ッピン 解析 可
能 ま こ 技術 く把握さ い っ 結腸 筋電気コンプ ッ
(myoelectric complex)各コン ーネン 連携特性や 小腸 局所的神経活動 引 起こ 電気緊張電位 電流 伝搬 時間空間的 関係 描出 こ ま
こ う 本研究成果 あ 透析膜強化MEA計測法 汎用性 高く 後 モ 動
物 機能変化評価や薬物効果 様々 応用 考え ま
本研究成果 科学雑 Biosensors and Bioelectronics 電子版 掲載さ ま
腸 け 変化 富 電気活動 透析膜補強微 電極ア イ計測
腸 け 変化 富 電気活動 透析膜補強微 電極ア イ計測
ポイント
○腸 極 長い臓器 あ 各部 異 電気的活動 発生 そ 時間空間的 連携性や基礎 ニ 不明 点 多い
○透析膜補強微 電極ア イ法 開発 こ 腸各所 機能的特徴 映 多種多 様 電気活動 微 領域 い 広帯域 検出 詳細 時間空間解析 可能
○こ ま 観察さ こ い神経伝遉 起因 電気緊張電 伝搬や 複数 振動 源 協調活動 結腸 筋電気コン ク 等 代表的 計測 解析 例示
．背景
腸 生体中 存在 極 長い臓器 あ 食遈 胃 腸 結腸 各 クショ ン け 機能 対応 異 運動様式 示 いま ま 栄養素 消化吸 け く 免疫 精神 微生物 共生 様々 生体機能 密接 関連 いま 消化 管壁 時間空間的電気変動 運動性 基礎 識さ いま 実際 筋 神経
間質細胞群 混在 多様 電気興奮 ラ 複雑 働い い
高精度 計測 解析方法 確立 必要 一般的 利用さ 学的ア
チ 高い空間分解能 得 電 感受性 学 信号変化量 少
いうえ 応 遅延 速い電 変動 広汎 信号 記録 困難 そこ 微 電極ア イ MEA 計測 解析方法 改良 考案 ま
．研究成果
透析膜 標本 シ ト状 補強 MEA 計測法 用い こ い い 消化管部 い 特徴的 時間空間的電 変動 記録 ま 図 透析膜下 消化管筋層
標本 イ ン 栄養素 分子代謝産物 持続的 交換さ さ 筋層
感電極 参照電極間 アク 抵抗 (Ra) び感電極間 絶縁状態 安定 い 長時間 電気現象記 可能
胃 腸 結腸 い 特徴的 自発性電 活動 記録 時間空間的解析や視覚的 電 画像解析 行いま 図 c 特 結腸 空間的電 分布特性 こ ま
く 把 握 さ い ま せ 透 析 膜 補 強 MEA 法 筋 電 気 コ ン ク (myoelectric complex)： 徐振動 (slow oscillation) 速振動 (rapid oscillations)
一過性 イク(spike)活動 関連 分 ま 図 さ 腸 局所的 神経活動 引 起こ 電気緊張電 電流 伝搬 観察さ ま 図
． 後 展開
本研究 透析膜強化MEA法 広い周波数帯 わ 時間空間的 生物電気活動
安定的 計測 有用 技術 あ こ 示 ま わ 腸 け
興奮性接合部電 や イク電 緩や ペ 振動ま 検出 こ
ま
食物 運搬や撹拌 消化管壁 協調的 運動 必要 あ ま 近年 消化管 運動性 脳腸相関や微生物 共生 免疫状態 通 生体 健康へ密接
関連 こ 明 っ いま 一方 様々 食物中含有物や薬物 遺伝子
変 っ 消化管運動 影響さ ま 例え 機能的腸疾患 知 過敏
性腸症候群 こ 要因 複合的 影響 症状 引 起こ 考え ま 本
研究 開発 技術 こ う 健康 病態 評価 様々 興奮性組織
け 機能評価へ応用さ こ 期待 いま
．用語説明
結腸筋電気複合体 (colonic myoelectric complex)： 結腸 速振動や徐振動波 混合さ 発生 蠕動 運動 引 起こ
電気緊張電 (electro-tonic potential)：生理学 い 神経線維や機能的合胞体筋
組織 細胞内部 電荷 受動的 伝 こ 発生 電
．発表雑
Naoko Iwata1, Takumi Fujimura2, Chiho Takai1, Kei Odani1, Kawano Shin1, Shinsuke Nakayama1
1Department of Cell Physiology, Nagoya University Graduate School of Medicine,
Nagoya 466-8550, Japan
2Department of Pediatric Surgery, Keio University School of Medicine, Tokyo 160-8582, Japan
" Dialysis membrane-enforced microelectrode array measurement of diverse gut electrical activity."
Biosensors and Bioelectronics 電子版 掲載 DOI：http://doi.org/10.1016/j.bios.2017.03.002
English ver.
https://www.med.nagoya-u.ac.jp/medical_E/research/pdf/Biosensors and Bioelectronics_20170530en.pdf
