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オプトジェネティクスを用いた慢性痛における下行性疼痛制御系の意義の解明

Research Project

Project/Area Number 14J10173
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Pain science
Research InstitutionJikei University School of Medicine

Principal Investigator

杉村 弥恵  東京慈恵会医科大学, 医学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2015: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords腕傍核 / 扁桃体中心核 / 中脳水道周囲灰白質 / シナプス伝達 / 慢性痛 / オプトジェネティクス / 橋腕傍核
Outline of Annual Research Achievements

慢性痛の本態である負の情動は患者の生活の質を著しく低下させるだけでなく、痛覚過敏を引き起こし、痛みの悪循環を形成する。しかし、痛み情動回路と痛覚過敏を生じる神経機構との連関メカニズムは未解明である。
負情動の形成機構の一つとして脊髄後角浅層から侵害受容情報を受ける外側腕傍核(LPB)と情動の中枢である扁桃体中心核(CeA)外側外包部(CeC)の間のシナプス伝達の増強があげられる。昨年度、本研究では脳スライスにおけるパッチクランプ記録と光遺伝学的手法を用いて、選択的にLPB由来入力を活性化し、炎症性疼痛モデルにおいてLPB-CeCシナプス伝達が増強することを明らかにした。また、LPBからCeCニューロンへ直接的な興奮性入力と間接的な抑制性入力があり、LPB由来入力がCeA局所回路に影響を及ぼす可能性が示された。
そこで、本年度はLPB由来入力がCeAの出力核である内側核(CeM)に及ぼす影響と、CeM由来入力の選択的活性化が下行性疼痛制御系の起始核である中脳水道周囲灰白質(PAG)ニューロンに及ぼす影響を評価した。CeMニューロンがLPBからの単シナプス興奮性入力に加え、それ以上に強い持続的な多シナプス抑制性入力を受ける事実を見出し、国際学術誌で公表した。また、吻側延髄腹側核に投射するニューロンが多く存在する腹外側PAGニューロンからCeMからの単シナプス抑制性入力を記録することに成功した(論文公表準備中)。現在、坐骨神経絞扼による神経障害性疼痛モデルでのCeM-PAGシナプス伝達の可塑的変化を解析中で、今後はシナプス伝達に及ぼす生理活性物質の効果に対する慢性痛の影響などの詳細な解析を進める。本研究で確立した、CeMからPAGへの投射神経を特異的に活性化してその応答を評価する実験系は、慢性痛における痛み情動回路と下行性疼痛制御系の連関の可塑的変化の解明に貢献すると期待される。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Synaptic and network consequences of monosynaptic nociceptive inputs of parabrachial nucleus origin in the central amygdala.2016

    • Author(s)
      Sugimura, YK., Takahashi, Y., Watabe, A.M., Kato, F.
    • Journal Title

      Journal of neurophysiology

      Volume: xx Issue: 6 Pages: 2721-2739

    • DOI

      10.1152/jn.00946.2015

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Role of parabrachial monosynaptic inputs in the central amygdala nucleus network2015

    • Author(s)
      Sugimura YK, Takahashi Y, Watabe AM, Kato F
    • Organizer
      8th Congress of the Federation of Asian-Oceanian Physiological Societies
    • Place of Presentation
      Bangkok, Thailand
    • Year and Date
      2015-11-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] オプトジェネティクスを用いた侵害受容‐情動回路の解析2015

    • Author(s)
      杉村弥恵, 高橋由香里, 渡部文子, 加藤総夫
    • Organizer
      第37回日本疼痛学会
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      2015-07-03
    • Related Report
      2015 Annual Research Report 2014 Annual Research Report
  • [Presentation] オプトジェネティクスによる炎症性疼痛モデル扁桃体シナプス増強の解析2015

    • Author(s)
      杉村弥恵
    • Organizer
      第 92回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-03-22
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Optogenetic stimulation of parabrachio-amygdaloid pathway modulates excitability of the nociceptive amygdala,2014

    • Author(s)
      杉村弥恵
    • Organizer
      9th FENS Forum of Neuroscience
    • Place of Presentation
      イタリア ミラノ
    • Year and Date
      2014-07-07
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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