定量的活動依存性マンガン造影MRIによる三叉神経障害性疼痛の慢性化機構の解明

• Project/Area Number: 22K10164
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 57060:Surgical dentistry-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 安田 真 東北大学, 大学病院, 助教 (70431591)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 水田 健太郎 東北大学, 歯学研究科, 教授 (40455796) ; 田中 志典 東北大学, 大学病院, 講師 (60637958)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 神経障害性疼痛 / qAIM-MRI / 三叉神経

Outline of Research at the Start

神経障害性疼痛は末梢神経の傷害を契機として生じる難治性疼痛である。しかし、その難治化にのどの脳領域が関与するのかについては不明な点が多く、治療法を開発する上での壁になっている。本研究は、定量的活動依存性マンガン造影MRI法により、脳領域に刻まれた疼痛の履歴を可視化し、口腔顔面領域における神経障害性疼痛の難治化機構を解明する。 また難治化の抑制に有効な薬剤を探索し、新規治療法の開発に結びつける。

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、神経障害性疼痛の難治化に関与する上位中枢の神経活動を可視化し、三叉神経支配領域における神経障害性疼痛の難治化機構を解明することで、難治化の抑制・寛解に有効な薬剤を探索して新規治療へと展開することを目的としている。本年度は、三叉神経障害性疼痛モデルである眼窩下神経結紮モデルをラットにて安定して作成できる体制を確立し、ラット撮影に適したMRIの撮像条件設定を行った。
眼窩下神経へ口腔内の小切開部位からアプローチすることで、標的神経以外への侵襲を可能な限り抑えた眼窩下神経結紮ラットモデルを作成した。その後、上顎神経支配領域の疼痛評価をvon Frey filamentを用いて手術後3週間まで隔日で測定した。
次に、神経障害性疼痛の難治化に関与する上位中枢の神経活動を可視化するため、ラットの全脳レベルでの脳神経活動の履歴をMRIで捉える手法である「定量的活動依存性マンガン造影MRI（qAIM-MRI）」の撮像条件設定を行った。この手法は、マンガンイオンがMRI撮像に際してプロトン緩和時間を短縮させるとともに、電位依存性カルシウムチャネルを介して細胞内に取り込まれて神経活動の高い脳領域に蓄積する特性を活かし、MRI撮像24－48時間前に実験用小動物に塩化マンガンを腹腔内投与することで、過去の自由行動下の中枢神経活動の履歴を定量評価できる。眼窩下神経結紮ラットモデルの手術後1週間・3週間後にMRIを撮像するプロトコールを組み、撮像日の24時間もしくは48時間前にMnCl2を腹腔内投与し、画像を比較した。その結果、ラットモデルにおいてはMRI撮像48時間前に塩化マンガンを腹腔内投与するプロトコールが適していることが明らかになった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

眼窩下神経結紮モデルをラットにて安定して作成できる体制と、ラット撮影に適したMRIの撮像条件設定を確立し、概ね計画通りに進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

次年度以降は、本年度確立したラットモデルとMRI撮像条件を用いて、三叉神経領域の神経障害性疼痛に関与する中枢の神経活動の履歴の定量評価を行う予定である。そして、神経障害性疼痛の難治化に関与している脳領域を特定することを目標とする。