痛みと痒みのラベルドライン神経回路における脊髄後角モジュールの同定
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21K07303
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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 51030:Pathophysiologic neuroscience-related
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| Research Institution | Niigata University of Health and Welfare |
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Principal Investigator |
八坂 敏一 新潟医療福祉大学, リハビリテーション学部, 教授 (20568365)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩井 治樹 鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 助教 (30452949)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | 痛み / 痒み / 脊髄後角 / 局所神経回路モジュール / ラベルドライン |
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| Outline of Research at the Start |
慢性的な痛みや痒みは耐え難く、QOLの著しい低下をもたらす。既存の治療が奏効しないケースがあるため、より良い治療のためには発症メカニズムの解明が必要不可欠である。近年、痛みと痒みは異なった知覚神経と脊髄後角局所神経回路で処理されることが明らかになってきた。本研究では、痛みと痒みの局所神経回路の基本モジュールはどれほど類似し、何が違うのかを解明することを目的とする。得られた結果により、痛みと痒み、それぞれに応じた新規治療のターゲットを得られることが期待される。
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| Outline of Annual Research Achievements |
痛みや痒みは、本来有害な刺激から身体を守るために重要な役割を持つ。しかし、それらが慢性化してしまった病態では、本来の役割は失われ、耐え難い痛みや痒みに長時間晒され、QOLの著しい低下をもたらす。特に既存の治療が奏効しないケースが問題であり、より良い治療のためには、発症メカニズムの更なる解明が必要不可欠である。
脊髄後角は末梢の情報を中枢（脳）へと伝える中継地点としての役割を果たしている。しかし、単に中継しているわけではなく、様々なインターニューロンが存在し、情報を修飾している。インターニューロンの機能的な分類では、情報伝達を促進する興奮性細胞と、反対に情報伝達を抑制する抑制性細胞がある。また、形態学的分類では4種類の細胞（vertical, islet, radial, central）が認識されている。代表的な興奮性細胞であるvertical cellは、最初痛みの伝達に重要な細胞と報告された。しかし、近年の痒み研究の著しい発展により、痒みの伝達にもvertical cellが関与することが報告された。おそらく、脊髄後角における痛みの伝達にも痒みの伝達にもvertical cellの形態を持つ神経が関わると考えられる。近年、痛みと痒みは異なった知覚神経と異なった脊髄後角局所神経回路で処理されることが明らかになってきた。痛みに関わると考えられてきた脊髄後角神経回路の基本モジュールが報告されている。本研究では、この基本モジュールを基に考え、痛みと痒みの基本モジュールはどれほど類似し、何が違うのかについて明らかにすることを目的とする。
研究代表者は、現職に2020年度より赴任し、実験環境の構築を行ってきたが、コロナ禍の影響もあり、不十分な状況である。本年度は、in vivoパッチクランプ法の記録を立ち上げ、電気生理学的な実験を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
研究計画では、本年度以下の実験を予定していた。１）脊髄スライス標本を持ちいて脊髄後角細胞からパッチクランプ記録を行い、痒み誘発物質に対する反応を記録し、形態と照らし合わせて、詳細な染色などの解析を行う。２）in vivo標本を用いて脊髄後角細胞からパッチクランプ記録を行い、同様に痒み誘発物質に対する反応を記録し、さらに、皮膚への痛み刺激などに対する反応も記録し、最終的に形態と照らし合わせて解析を行う。
この中で、本年度はin vivo標本を用いたパッチクランプ法を立ち上げ、運用を開始した。ウレタン麻酔下のラットを用いて脊髄後角からのパッチクランプ記録の立ち上げに成功した。また、機械刺激に用いるためのピンチメーターや、温度刺激装置を含め、実験環境を整えた。しかし、全体的に考えると現時点でこれらの実験に遅れが生じている。その原因として、現所属機関に共焦点顕微鏡がない上に、コロナウイルス感染症感染拡大防止のために行動制限が行われているため、外部機関でも実験も難しかったことである。共焦点顕微鏡は、佐賀大学の共同実験施設を使用する予定としていたが、本年度もコロナウイルス感染症感染拡大、そのための感染防止対応により、佐賀大学での実験を行うことができなかった。他の要因としては、現所属に移動後の実験系構築に時間を要していることであった。研究代表者は、現職に2020年度より赴任した。折しもコロナウイルス感染症拡大を受け、様々な行動制限などが行われ、新しい環境での実験環境の構築に時間を要することとなっていた。今年度は行動制限も緩和されてきたため、徐々に実験系を立ち上げ、運用できるようになってきた。
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| Strategy for Future Research Activity |
上述の通り、現状最初に行う計画している実験は、以下のとおりである。１）脊髄スライス標本を持ちいて脊髄後角細胞からパッチクランプ記録を行い、痒み誘発物質に対する反応を記録し、形態と照らし合わせて、詳細な染色などの解析を行う。２）in vivo標本を用いて脊髄後角細胞からパッチクランプ記録を行い、同様に痒み誘発物質に対する反応を記録し、さらに、皮膚への痛み刺激などに対する反応も記録し、最終的に形態と照らし合わせて解析を行う。
組織学的な検討については、次年度より本学に共焦点顕微鏡が導入されることとなったため、問題なく進めることができるようになる予定である。従って、これまでのコロナ禍の影響もなくなるため、順調に進められることを期待している。また、電気生理学的な実験（スライス標本、in vivo標本を用いたパッチクランプ記録）は、本年度より実験を行っているが、まだサンプル数が少ないため、サンプル数を増やす必要がある。また、in vivoパッチクランプ法で記録した細胞も形態を見る予定としていたが、痒み誘発物質であるGRPに反応するかどうかを確認することで分類し、スライス実験から得られた形態のデータと比較して検討する予定である。細胞の分類のためにGRPの反応を指標とするのは、もっとも確実な方法であると考えている。その理由は、近年用いられている遺伝子改変動物の実験では、遺伝子操作によるバイアスが問題になる可能性があるからである。また、痒みを伝達するGRP反応細胞が、痛みの刺激によって抑制されることを観察するためには、in vivoパッチクランプ法のデータが必要である。in vivo標本による脊髄後角細胞のパッチクランプ記録は、世界的にも行っている研究者は少なく、価値のある方法であり、実際の皮膚刺激による応答と記録細胞を対比させることのできる有効な手段である。
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Report
(2 results)
Research Products
(1 results)
