脊髄根損傷モデルラットの脊髄における細胞外プロテアーゼtPAの役割

• Project/Area Number: 19603020
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Pain science
• Research Institution: Hyogo Medical University
• Principal Investigator: 清野 大輔 兵庫医大, 医学部 (70449875)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山中 博樹 兵庫医科大学, 医学部, 助教 (20340995)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2008: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2007: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
• Keywords: tPA / アストロサイト / 後根 / ニューロパチックペイン / グリア / 疼痛行動 / プロテアーゼ

Research Abstract

以下の研究実績を得た。1.神経根損傷に伴うtPAの発現変化の詳細な検討ラットのL5神経根損傷モデルを作成し、脊髄後角でのtPA発現の経時的な変化を確認し、その変化を定量した結果、術後3日目をピークに7日目まで有意差を持って増加していた。2.tPAの発現細胞を明らかにする脊髄後角でのtPA発現と、各種のマーカー蛋白(ニューロン:Neu N、マイクログリア:Iba1、アストロサイト:GFAP)などとtPAを組み合わせた多重染色を行った結果、脊髄後角のアストロサイトがtPAを発現していることが明らかとなった。3.tPAのプロテアーゼ活性に関する検討ラット脊髄後根損傷による脊髄後角のプロテアーゼ活性の変化をIn situ Zymographyを用いて検討した。後根損傷後の脊髄表層において、プロテアーゼ活性の増加が確認され、tPA-STOPを投与するとその変化が消えることより、この脊髄後角におけるプロテアーゼ活性の増加はtPAの活性増加を介していることが明かとなった。4.tPA活性と疼痛の関連を検討疼痛行動を起こす脊髄根部分損傷モデルにおいてtPAの発現を検討した結果、アストロサイトでのtPA発現は14日後でも増加していた。後根の部分損傷モデルにおける足底刺激に対する過敏反応は、tPAの特異的阻害剤のtPA-STOPの髄腔内投与によって、有意に抑制されることがわかった。ただし、tPA-STOP投与を術時ではなく、術後10日目から投与しても過敏反応の改善は見られず、tPA活性はMechanical Allodyniaの誘導には関与しているが維持には関係ないことが明らかとなった。以上の結果は、英文雑誌GLIAに採択され、発表された。

Research Products

• [Journal Article] Transforming growth factor-activated kinase 1 induced in spinal astrocytes contributes to mechanical hypersensitivity after nerve injury (2008)
  • Author(s): Katsura, H., et. al.
  • Journal Title: Glia (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] P2Y12 receptor upregulation in activated microglia is a gateway of p38 signaling and neuropathic pain (2008)
  • Author(s): Kobayashi, K., et. al.
  • Journal Title: J.Neurosci. 28 Pages: 2892-2902
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Phospholipase C and protein kinase A mediate bradykinin sensitization of TRPA1:a molecular mechanism of inflammatory pain (2008)
  • Author(s): Wang, S., et. al.
  • Journal Title: Brain (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Intensity-dependent activation of extracellular signal-regulated protein kinases 5 in sensory neurons contributes to pain hypersensitivity (2007)
  • Author(s): Mizushima, T., et. al.
  • Journal Title: J.Pharmacol.Exp.Ther. 321 Pages: 28-34
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Tissue type plasminogen activator induced in rat dorsal horn astrocytes contributes to mechanical hypersensitivity following dorsal root injury (2007)
  • Author(s): Kozai, T., et. al.
  • Journal Title: Glia 55 Pages: 595-603
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Frequency-dependent ERK phosphorylation in spinal neurons by electric stimulation of the sciatic nerve and the role in electrophysiological activity (2007)
  • Author(s): Fukui, T., et. al.
  • Journal Title: Mol.Pain 3.18
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sensitization of TRPA1 by PAR2 contributes to the sensation of inflammatory pain (2007)
  • Author(s): Dai, Y., et. al.
  • Journal Title: J.Clin.Invest. 117 Pages: 1979-1987
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Activation of extracellular signal-regulated protein kinases 5 in primary afferent neurons contributes to heat and cold hyperalgesia after inflammation (2007)
  • Author(s): Katsura, H., et. al.
  • Journal Title: J.Neurochem. 102 Pages: 1614-1624
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Roles of extracellular signal-regulated protein kinases 5 in spinal microglia and primary sensory neurons for neuropathic pain (2007)
  • Author(s): Obata, K., et. al.
  • Journal Title: J.Neurochem. 102 Pages: 1569-1584
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Activation of fibroblast growth factor receptor by axotomy,through downstream p38 in dorsal root ganglion,contributes to neuropathic pain (2007)
  • Author(s): Yamanaka, H., et. al.
  • Journal Title: Neuroscience 150 Pages: 202-211
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Alteration of the cell adhesion molecule CHL1 expression in a specific subset of primary afferent neurons and dorsal horn following nerve iniury (2007)
  • Author(s): Yamanaka, H., et. al.
  • Organizer: 37th Annual Meeting Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: San Diego
• [Presentation] 末梢神経損傷後の後根神経節および脊髄後角における細胞間接着因子CHL1の発現変化 (2007)
  • Author(s): 山中 博樹
  • Organizer: 第30回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 横浜