Elucidation of spinal mechanism of chronic myalgia using novel in vivo patch clamp method and search for therapeutic agents.
| Project/Area Number |
19K09323
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 55050:Anesthesiology-related
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
歌 大介 富山大学, 学術研究部薬学・和漢系, 准教授 (70598416)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田口 徹 新潟医療福祉大学, リハビリテーション学部, 教授 (90464156)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 線維筋痛症 / 筋膜性疼痛 / シナプス伝達 / 電気生理学 / in vivo記録 / 痛み / ニューロン / in vivo patch clamp / fibromyalgia / spinal dorsal horn / 筋 / pain / electrophysiology / 脊髄後角 / 慢性疼痛 / in vivoパッチクランプ / chronic myalgia / spinal cord |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、線維筋痛症(FM)や筋・筋膜性疼痛(MPS)などの「慢性難治性筋痛疾患」の脊髄機構の全容解明とその有効薬物の同定を目的とする。その為に、①筋痛の脊髄情報伝達機構を可能にする新規in vivoパッチクランプ法の開発、②電気生理・行動薬理・生化学的解析法を駆使した治療薬の探索を行う。本研究により、慢性難治性筋痛疾患の脊髄機構の全容を明らかにし、新規治療薬開発への道筋を切り開く。
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究実績の概要
維筋痛症(FM) や筋・筋膜性疼痛(MPS)は、「慢性的な筋の痛み」を主症状とする難治性疾患で、有効な治療法・治療薬が乏しいことから患者の日常生活やQOLを著しく低下させる。日本におけるFMの患者数は人口の約1.7%（200万人）と推計される。また「肩こりや腰痛」のようなMPSは厚生労働省による国民生活基礎調査において自覚症状のツートップを長らく独占しており、加齢により増加するため、超高齢化社会に直面した日本をはじめとする先進国において早急に取り組むべき最重要課題である。申請者らはこれまでに、FMを実験モデルとして、慢性難治性筋痛疾患の末梢神経機構の一端を解明してきたが、脊髄機構を含む中枢神経機構に関する研究は皆無に近い。そこで、本研究ではまず、筋からの痛覚入力を受ける脊髄後角表層細胞の解析のため、新規in vivoパッチクランプ法を世界に先駆け開発を目指し、未だ国内外で全く手が付けられていない筋痛覚過敏に関わる脊髄機構解明に焦点を当て、脊髄情報伝達回路の可塑的変化を明らかにすることを目的とした。これまでの研究で、筋からの痛覚入力を受ける脊髄後角表層細胞からのin vivo記録には成功し、筋への定量刺激に対し刺激強度依存的に発火頻度が増加することを見出した。また筋受容野への高張食塩水投与により持続的な発火頻度増加が認められた。本結果は、筋への高張食塩水投与により筋痛が誘発される行動薬理学的解析結果と一致していた。更に、筋への高張食塩水投与により活性化される脊髄のニューロンの特性について、機械的刺激により誘発された応答と比較し検討を行っている。さらに現在筋刺激に応答するニューロンの特徴について組織形態学解析を行っており、皮膚刺激応答ニューロンとの違いなどを詳細に解析しているところである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
これまでの研究で、痛覚の入力を受ける脊髄後角表層細胞からのin vivo細胞外記録を行い筋への定量刺激に対する応答解析を行った。その結果、筋からの痛覚入力を受ける脊髄後角表層細胞からの記録には成功し、筋への定量刺激に対し刺激強度依存的に発火頻度が増加することを見出した。また、受容野への高張食塩水投与による脊髄後角での発火頻度の変化について定量的な解析を行うとともに行動薬理学的な解析も行うことができた。新型コロナウイルス感染症による影響で抗体など輸入試薬納品が大幅に遅れ、筋刺激に応答するニューロンの特徴について組織形態学解析が計画よりは遅れている。しかし、本年度試薬が届き解析を進められており、得られた成果を英文科学誌に投稿する準備を整えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在行っている筋刺激に対する脊髄後角表層でのシナプス伝達機構の解析をさらに進める。また組織形態学的解析をさらに進め、皮膚刺激応答ニューロンとの違いなどを調べていく予定である。また、線維筋痛症モデルラットを用い、病態時における脊髄後角のシナプスの可塑的変化の解析にも着手していく予定である。
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Report
(4 results)
Research Products
(135 results)
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[Journal Article] Development of Artificial Skin Using Keratin Film for Evaluation of Puncture Performance of Microneedle.2020
Author(s)
Nishino R, Aoyagi S, Suzuki M, Ueda A, Okumura Y, Takahashi T, Hosomi R, Fukunaga K, Uta D, Takazawa T, and Fujii T.
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Journal Title
Journal of Robotics and Mechatronics
Volume: 32
Pages: 351-361
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[Journal Article] A puncturing device that mimics the mechanism of mosquito's proboscis and labium -Verification of the effect of skin deformation/needle buckling prevention mechanism and puncture experiment on artificial skin and experimental animals-2020
Author(s)
Yamamoto S, Aoyagi S, Yamada M, Takahashi T, Suzuki M, Nagashima T, Kunugi A, Chiyonobu M, Kuroiwa T, Hosomi R, Fukunaga K, Uta D, Takazawa T, Hikitsuchi T, Kawajiri Y, Nakayama K
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Journal Title
Int. J. Automation Technology.
Volume: 14
Pages: 117-127
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[Presentation] Study on analgesic effect of mosquito saliva -Examination of action on TRPV1 receptor by patch-clamp method-2020
Author(s)
Aoyagi S, Sakai Y, Suzuki M, Hosomi R, Fukunaga K, Uta D, Takazawa T, Hikitsuchi T, Kawajiri Y, Nakayama K, Li T, Tominaga M.
Organizer
National Institute of Physiological Sciences International Workshop on Frontiers in Defensive Survival Circuit Research “Pain and Survival Strategy (The 2nd Pain and Amygdala Symposium)”.
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[Presentation] Study on Analgesic effect of Mosquito Saliva― Examination of the action on TRPVl using a patch clamp method―.2019
Author(s)
Aoyagi S, Sakai Y, Takahashi T, Suzuki M, Hosomi R, Fukunaga K, Uta D, Takazawa T, Hikitsuchi T, Kawajiri Y, Nakayama K, Li T.
Organizer
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