Mechanisms of dysfunction of corneal trigeminal nerves in dry eye

• Project/Area Number: 17K16992
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Ophthalmology
• Research Institution: Kanazawa Medical University
• Principal Investigator: 山下 優香 金沢医科大学, 医学部, 研究員 (40793865)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2017: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 角膜 / 冷感受性神経 / 三叉神経節 / ドライアイ / 角膜神経 / TRPV1 / 感覚神経

Outline of Annual Research Achievements

ドライアイは涙液層の異常やそれに伴う角結膜の炎症などにより、眼表面の不快感や痛み、視覚障害、疲労など様々な症状を呈する慢性疾患であり、これらの自覚症状を抑えることが重要な治療のひとつとなっている。本研究では、眼部不快感を誘発するメカニズムを解明するため、角膜神経において炎症性メディエータや侵害刺激に対する応答性がドライアイによりどのように変化しているか、またそのメカニズムについて明らかにすることを目的とした。
昨年度までに、ドライアイモデルモルモットより摘出した角膜標本より、角膜神経の発火をシングルユニット記録して、炎症性メディエータや侵害刺激による神経発火の変化が健常動物の角膜と比較してどのように異なるか検討した。その結果、モデル動物の冷感受性角膜神経では、TRPV1アゴニストのカプサイシンに対する反応潜時が有意に短いことを明らかにした。一方、角膜および三叉神経節におけるTRPV1の発現変化をウエスタンブロッティングにより測定したが、いずれの組織でも健常およびモデル動物間で発現に変化は見られなかった。
本年度は、三叉神経節においてTRPV1感作に関連する分子AKAP5およびTRPV1のリン酸化の発現量を測定した。しかしながら、いずれも健常およびモデル動物間で違いはみられなかった。カプサイシン応答の感作が、角膜神経上のTRPV1を介したものであるか明らかにするため、角膜神経を蛍光標識した初代培養細胞を作製し、カプサイシンに対する細胞応答をカルシウムイメージングにより測定した。その結果、モデル動物から摘出した角膜神経で、低濃度のカプサイシンから細胞応答を示すことが明らかになった。以上の結果から、ドライアイモデル動物の角膜神経は、神経細胞に発現するTRPV1を介した細胞応答が感作していることを明らかにすることができた。しかしながら、その分子機構について解明することはできなかった。

Research Products

• [Journal Article] Responsiveness of rat aorta and pulmonary artery to cGMP generators in the presence of thiol or heme oxidant. (2019)
  • Author(s): Masashi Tawa, Yuka Yamashita, Takayoshi Masuoka, Katsuya Nakano, Junko Yoshida, Matomo Nishio, Takaharu Ishibashi
  • Journal Title: Journal of Pharmacological Sciences Volume: 140(1) Issue: 1 Pages: 43-47
  • DOI: 10.1016/j.jphs.2019.04.002
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Augmentation of endogenous acetylcholine uptake and cholinergic facilitation of hippocampal long-term potentiation by acetylcholinesterase inhibition (2019)
  • Author(s): Masuoka T, Uwada J, Kudo M, Yoshiki H, Yamashita Y, Taniguchi T, Nishio M, Ishibashi T, Muramatsu I
  • Journal Title: Neuroscience Volume: 404 Pages: 39-47
  • DOI: 10.1016/j.neuroscience.2019.01.042
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] TRPA1 channels modify TRPV1-mediated current responses in dorsal root ganglion neurons (2017)
  • Author(s): Takayoshi Masuoka, Makiko Kudo, Yuka Yamashita, Junko Yoshida, Noriko Imaizumi, Ikunobu Muramatsu, Matomo Nishio, Takaharu Ishibashi.
  • Journal Title: Frontiers in Physiology Volume: 8 Pages: 272-272
  • DOI: 10.3389/fphys.2017.00272
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] ドライアイモデル動物におけるTRPV1を介した角膜神経応答の感作 (2019)
  • Author(s): 益岡尚由，山下優香，中野克哉，田和正志，西尾眞友，石橋隆治.
  • Organizer: 第39回日本眼薬理学会
• [Presentation] 慢性的な涙液欠乏は角膜の冷感受性神経におけるTRPV1を介した発火活動を感作する。 (2019)
  • Author(s): 山下優香、益岡尚由、橋川成美、中野克哉、田和正志、西尾眞友、村松郁延、石橋隆治
  • Organizer: 第92回日本薬理学会年会
• [Presentation] タバコ煙抽出液を慢性投与したラット血管における可溶性グアニル酸シクラーゼ酸化還元状態 (2019)
  • Author(s): 田和正志、山下優香、中野克哉、西尾眞友、益岡尚由、石橋隆治
  • Organizer: 第92回日本薬理学会年会
• [Presentation] Nerve growth factor facilitates metabotropic glutamate receptor agonist-induced calcium elevation in dorsal root ganglion neurons (2018)
  • Author(s): Takayoshi Masuoka, Yuka Yamashita, Junko Yoshida, Masashi Tawa, Matomo Nishio, Takaharu Ishibashi
  • Organizer: 18ｔｈ World Congress of Basic and Clinical Pharmacology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] SEX DIFFERENCES IN RELAXANT RESPONSES OF RAT AORTAS TO CGMP GENERATORS (2018)
  • Author(s): Ishibashi T., Tawa M., Yamashita Y. and Masuoka T.
  • Organizer: 10th International Conference on the Biology, Chemistry and Therapeutic Applications of Nitric Oxide
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Chronic ocular dryness sensitizes TRPV1 on corneal cold sensitive nerves (2018)
  • Author(s): Takayoshi Masuoka, Yuka Yamashita, Masashi Tawa, Matomo Nisio, Ikunobu Muramatsu,
  • Organizer: Society for Neuroscience
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 可溶性グアニル酸シクラーゼ刺激を介する血管弛緩反応は酸化的修飾により変化する (2018)
  • Author(s): 田和 正志、山下 優香、益岡 尚由、吉田 純子、西尾 眞友、石橋 隆治
  • Organizer: 第71回日本酸化ストレス学会・第18回日本NO学会合同学術集会
• [Presentation] 角膜神経のカプサイシン感受性に対する涙腺摘出の影響 (2018)
  • Author(s): 益岡 尚由、山下 優香、田和 正志、西尾 眞友、村松郁延、石橋 隆治
  • Organizer: 第133回日本薬理学会近畿部会
• [Presentation] 神経成長因子による代謝型グルタミン酸受容体の機能変化を引き起こす分子機構の解析 (2018)
  • Author(s): 益岡 尚由、山下 優香、田和 正志、村松郁延、西尾 眞友、石橋 隆治
  • Organizer: 第22回活性アミンに関するワークショップ
• [Presentation] 炎症性疼痛における末梢性グルタミン酸受容体の機能亢進とその作用機序の解析 (2017)
  • Author(s): 益岡尚由、山下優香、吉田純子、村松郁延、田和正志、西尾眞友、石橋隆治
  • Organizer: 第21回活性アミンに関するワークショップ
• [Presentation] 侵害受容性神経に発現する代謝型グルタミン酸受容体の炎症による機能変化 (2017)
  • Author(s): 益岡尚由、山下優香、吉田純子、村松郁延、田和正志、西尾眞友、石橋隆治
  • Organizer: 第56回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会中国四国支部学術大会
• [Presentation] 可溶性グアニル酸シクラーゼの酸化的修飾と cGMP 産生薬による血管反応性 (2017)
  • Author(s): 田和正志、山下優香、益岡尚由、吉田純子、西尾眞友、石橋隆治
  • Organizer: 第 132 回日本薬理学会近畿部会
• [Presentation] cGMP 産生薬に対する血管の応答性：チオール酸化剤あるいはヘム鉄酸化剤の影響 (2017)
  • Author(s): 田和正志、山下優香、益岡尚由、吉田純子、西尾眞友、石橋隆治
  • Organizer: 第 27 回日本循環薬理学会