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Mechanisms of exercise-induced hypoalgesia

Research Project

Project/Area Number 18K10719
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
Research InstitutionWakayama Medical University (2018-2019, 2021-2022)
Takarazuka University of Medical and Health Care (2020)

Principal Investigator

Kami Katsuya  和歌山県立医科大学, 医学部, 特別研究員 (20204612)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 仙波 恵美子  和歌山県立医科大学, 医学部, 名誉教授 (00135691)
田島 文博  和歌山県立医科大学, 医学部, 教授 (00227076)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords運動による疼痛抑制 / 自発運動 / 坐骨神経部分損傷 / 免疫組織化学染色 / 機械的アロディニア / 熱痛覚過敏 / 扁桃体 / 腹側海馬 / 神経障害性疼痛 / マウス / 運動による疼痛抑制効果 / 抑制性介在ニューロン / 恐怖記憶 / 辺縁系 / 内側前頭前野 / 中脳・大脳皮質・辺縁系 / 脳報酬系 / 中脳皮質‐辺縁系 / 運動による疼痛緩和
Outline of Final Research Achievements

It is known that exercise produces analgesic effects (exercise-induced hypoalgesia (EIH)) in animal models and chronic pain patients. Using neuropathic pain (NPP) model mice, we found that voluntary exercise (VE) activated glutamate (Glu) neurons in the medial basal Amyg projecting to the nucleus accumbens (NAc), while it almost completely suppressed NPP-induced activation of GABA neurons in the central nucleus of the Amyg (CeA). VE in NPP model mice inhibits GABA interneurons in the PL and IL of the mPFC, probably via inhibition of the BLA–mPFC pathway, which disinhibits Glu neurons working in the mPFC–NAc pathway, thereby activating NAc GABA neurons. In addition, VE in NPP model mice induced significant activation of GABA neurons in the NAc. The findings suggest that activation of GABA neurons in the NAc may inhibit GABA interneurons located in the latVTA, which results in disinhibition of VTA DA neurons and, therefore, upregulation of DA release into the NAc.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

運動による疼痛抑制効果(Exercise-induced hypoalgesia:EIH)の発現には、脳報酬系の活性化(VTA-DA)が重要な役割を担うことが知られている。しかし運動がVTA-DAニューロンを活性化する神経経路は不明であり、これらに取り組むことはEIHを生み出すメカニズムのさらなる解明に繋がる(学術的意義)。本研究の遂行により得られた成果は、慢性痛患者に運動療法を推奨する科学的根拠とEIH効果を生み出す効果的な運動プログラムを確立するための基礎データを提供することができ、慢性痛患者のQuality of Life の向上に貢献することが期待される(社会的意義)。

Report

(6 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (48 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (21 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 6 results) Presentation (27 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 14 results)

  • [Journal Article] Voluntary running-induced activation of ventral hippocampal GABAergic interneurons contributes to exercise-induced hypoalgesia in neuropathic pain model mice.2023

    • Author(s)
      Minami K, Kami K, Nishimura Y, Kawanishi M, Imashiro K, Kami T, Habata S, Senba E, Umemoto Y, Tajima F
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 2645-2645

    • DOI

      10.1038/s41598-023-29849-6

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    • Author(s)
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      International Journal of Molecular Science

      Volume: 23 Issue: 5 Pages: 2886-2886

    • DOI

      10.3390/ijms23052886

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    • Author(s)
      Kawanishi M, Kami K, Nishimura Y, Minami K, Senba E, Umemoto Y, Kinoshita T, Tajima F.
    • Journal Title

      Physiological Reports

      Volume: 10 Issue: 19

    • DOI

      10.14814/phy2.15447

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Published: 2018-04-23   Modified: 2024-01-30  

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