Fundamental study of the development of new therapy for the treatment of anticancer drug-induced persistent pain targeting glial cell activation
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22K09907
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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 57010:Oral biological science-related
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
岩田 幸一 日本大学, 歯学部, 特任教授 (60160115)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
篠田 雅路 日本大学, 歯学部, 教授 (20362238)
小野 堅太郎 九州歯科大学, 歯学部, 教授 (40316154)
林 良憲 日本大学, 歯学部, 准教授 (80582717)
人見 涼露 日本大学, 歯学部, 講師 (70548924)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 神経障害性疼痛 / シスプラチン / ミクログリア / マクロファージ / グリア細胞 / 疼痛 |
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| Outline of Research at the Start |
がん治療薬として使用されるシスプラチンは、神経系に対して強い有害作用を引き起こし、痛覚過敏やしびれなどの多様な症状を生じる。これらの有害事象は末梢神経障害に起因することが報告されているものの、中枢神経系に対するシスプラチンの影響については不明である。本研究では、シスプラチン投与により口腔顔面に生じる病的異常疼痛に対し、活性型グリア細胞やマクロファージがいかなるメカニズムで関与するのかモデルラットを用いて明らかする。さらに、すでに使用されている承認薬を用いて、シスプラチン誘発異常疼痛に対する有効性を検証し、臨床応用を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究プロジェクトでは、抗がん剤として広く用いられているシスプラチンの全身投与により、副作用として口腔顔面領域に引き起こされる痛覚過敏のメカニズム解明し、その新たな治療法の開発を目指す。これまでの我々の研究では、シスプラチンモデルラットにおいて、顔面皮膚の機械刺激に対して強い機械アロディニアが発症し、その原因として三叉神経脊髄路核尾側亜核（Vc）および上部頚髄であるC1-C2領域に発現する活性型ミクログリアの発現およびそれぞれの領域における神経活動の増強が関与する可能性が示された。昨年度はこれらの研究結果に基づき、VcおよびC1-C2領域において、神経細胞の活性化マーカーであるextracellular-signal regulated kinase（ERK）のリン酸化に対するミノサイクリン投与の効果について解析をおこなった。その結果、リン酸化ERK陽性細胞数はシスプラチン投与により増加した。このpERK陽性細胞数の増加は術前にミノサイクリンを投与することによって減少した。この結果から、シスプラチン投与によってVcおよびC1-C2領域に活性型ミクログリアが集積し、ミクログリアから分泌されるサイトカインなどの分子が侵害受容ニューロンの活動性を増強させることによって、シスプラチン誘導性の痛覚過敏が惹き起こされると想定される。本年度はさらに、ミクログリアから分泌される分子がいかなるメカニズムで神経応答の増強に関与するかに注目して研究を進める。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2023年度は初年度の方法で、シスプラチンモデル動物を作成し、VcおよびC1-C2領域に存在する侵害受容ニューロン活動性変化についてVcおよびC1-C2に存在する神経細胞におけるextracellular-signal regulated kinase（ERK）のリン酸化を指標に解析を行った。シスプラチンモデル動物およびsham動物は、7週齢雄ラットに対して，シスプラチン（3 mg/kg/day）または，vehicle（生理食塩水）を1週間に2回，合計5回投与し、作製した。ラットの顔面皮膚に機械刺激を与え、頭部引っ込め閾値（HWT）の経日変化の解析を行った。その結果、前年度と同様、シスプラチン投与3週目から顔面皮膚への機械刺激に対するHWTの有意な低下および足底部皮膚への機械刺激に対する足底部機械逃避閾値の有意な低下が認められた。
シスプラチン５回投与後有意に逃避閾値の低下が観察されたラットに機械刺激を10分間与えた後、深麻酔下で４％パラフォルムアルデヒドにて灌流固定し、延髄を取り出して通法に従って免疫染色を行った。その結果、シスプラチン誘導性神経障害モデルのVcおよびC1/C2領域においてvehicle投与群に比べ、多くのリン酸化ERK陽性細胞数が検出された。また、このリン酸化ERK陽性細胞数はミノサイクリンの術前投与によって減少した。これはシスプラチン投与によって末梢神経が障害を受け損傷神経の興奮性が増強し、その結果としてミクログリアの活性が亢進し、さらに活性型ミクログリアから何等かの分子が放出され、VcおよびC1-C2に存在する侵害受容ニューロン活動がより強く活性化し、口腔顔面領域にアロディニアが発症したものと考えられる。
そこで、本年度はシスプラチンモデル動物のVcおよびC1-C2において、ミクログリアだけでなく引き続いて活性化するアストロサイトにも注目し、ミクログリアとアストロサイトとの機能連関がいかなるメカニズムで侵害受容ニューロン活動の増強に関与するかについて研究を進めていく。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで研究によってシスプラチン誘導性神経障害モデル動物の作製が完成し、この動物の顔面皮膚あるいは後肢足底部への機械刺激に対する逃避閾値の低下が認められた。本年度は同モデル動物を用い、これまでに行ってきた研究を継続するとともに、ミクログリアとアストロサイトの機能連関と神経細胞の活動性変化の関係について解析する。ミクログリアの活性化阻害薬であるミノサイクリンを大槽内に投与することによって顔面皮膚への機械刺激によるHWTの変化およびVcおよびC1/C2領域におけるミクログリアの活性化およびアストロサイトの活性変化について免疫組織学的手法を用いて解析を行う。また、ミノサイクリン投与が侵害受容ニューロン活動に及ぼす影響に関しても昨年度と同様の方法でリン酸化ERKの発現様式についても解析を行う。
また、昨年度は雄ラットのみを研究対象としてきたが、本年度は雌ラットにおいても同様にシスプラチンを投与し、シスプラチン誘導性神経障害モデルを作製し、逃避閾値の変化およびVcおよびC1/C2領域に出現する活性型ミクログリア細胞およびアストロサイト活性化様式につて解析する。さらに、VcおよびC1/C2領域に存在する侵害受容ニューロン活動とミクログリアーアストロサイト機能連関の関係についても解析する予定である。
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Report
(2 results)
Research Products
(2 results)
