運動習慣による病的疼痛の予防効果の検証とその機序の解明

Research Project

Project/Area Number	21K11180
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
Research Institution	Kanazawa Medical University
Principal Investigator	大道美香金沢医科大学, 医学部, 講師 (30581079)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	大須賀浩二愛知医科大学, 看護学部, 教授 (40378013) 大道裕介金沢医科大学, 医学部, 准教授 (50506673)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000) Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywords	運動習慣 / 慢性痛 / 不活動 / 予防 / アロディニア / 光遺伝学
Outline of Research at the Start	種々の疾患や痛みに続発する身体動作の回避・不適切な安静処置による不動化がもたらす身体不活動は、病的疼痛の発症・増悪因子となる。この病的疼痛の発症に対して、身体不活動による病的疼痛を発症するギプス固定後慢性痛（CPCP）モデルラットを用い、運動習慣による予防効果の検証を行ってきたが、ラット個々の運動性の違いが大きな障壁となっている。本研究では、安定した高い運動量を確保できる高運動ラットの継代飼育システムを完成させ、高運動ラットに対してCPCPモデル処置前に行った運動が病的疼痛に及ぼす影響を調査し、運動習慣による病的疼痛の予防効果の科学的根拠を探索する。
Outline of Annual Research Achievements	本研究の目的は、運動習慣が病的疼痛の発症に関与する重要因子に及ぼす影響を評価し、運動習慣による病的疼痛の予防効果を検証することである。本研究では、高運動ラットの継代飼育システムを構築し、ギプス固定後慢性痛（CPCP）モデル処置前の高運動ラットにおける運動量や期間が病的疼痛行動に及ぼす効果を継続して検討している。高い運動量の確保を目的として、高運動ラットの継代飼育システムの構築が完成し、安定した繁殖が可能となった。この高運動ラットに対してCPCPモデル処置前に自発運動行い、病的疼痛行動（A:広範囲機械痛覚過敏行動、B:冷覚アロディニア）に及ぼす影響を評価したところ、Aでは、慢性期の非固定側の足底や尾部への拡大抑制と両側の筋痛の減弱傾向が確認された。さらに、Bでは、慢性期の両側の足底において減弱傾向が確認された。AとBの病的疼痛行動の結果は、運動量や運動期間に依存して減弱傾向が確認できた。また、病的疼痛行動（C:触覚アロディニア）の評価のため、高運動ラットとAβ線維にW-TChR2V4トランスジェニックラット（ChR2ラット）の交配が順調に進み、現在、触覚アロディニアの評価ができる状況になりつつある。検討段階ではあるが、CPCPモデルラットの処置前に自発運動を実施した群と未運動群を比較したところ、触覚アロディニアの減弱傾向が確認されつつある。これらの結果から、運動習慣により獲得された高フィットネス状態は、身体不活動による病的疼痛行動（A、B、C）の発症、維持、および拡大の予防効果があることが示唆された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 高運動ラットの継代飼育システムが完成し、安定した繁殖が可能となった。この高運動ラットを用いて、CPCPモデル処置前に自発運動を実施し、その後の病的疼痛行動（A:広範囲機械痛覚過敏行動、B:冷覚アロディニア、C: 触覚アロディニア）の評価を行ってきた。AとBについては、運動習慣による病的疼痛行動の予防効果の検証が完了した。しかし、Cの評価においては、高運動ラットの継代システムがまだ構築中（現在F5世代）であり、病的疼痛行動の評価がやや遅れている。さらに、当初予定していた病的疼痛行動の発症に関わるキー遺伝子制御に及ぼす効果の検証にはまだ至っていない。
Strategy for Future Research Activity	高運動ラットの産生システムが構築され、確実に高運動ラットが産生されることにより、病的疼痛行動の予防効果の検証が大きく進展した。この高運動ラットを用いて一定期間の自発運動を実施し、CPCPモデル処置後の慢性期における病的疼痛行動（A:広範囲機械痛覚過敏行動、B:冷覚アロディニア）の抑制効果が運動量や運動期間に相関して確認された。今後は、病的疼痛（C:触覚アロディニア）の評価を進めるために、高運動ラット-ChR2ラットの交配・継代システムを構築していく。また、モデル処置後に発症する病的疼痛行動の減弱傾向を確認できたモデル動物を用いて、運動習慣による病的疼痛行動の予防効果に関連する重要な遺伝子変化をPCR法で解析し、それに随伴するタンパク質レベルの変化を免疫組織化学染色やウェスタンブロッティングの手法を用いて解析を進める予定である。