| Project/Area Number |
23K09363
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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 57060:Surgical dentistry-related
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
中谷 有香 日本大学, 歯学部, 講師 (60781391)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 真之 日本大学, 歯学部, 教授 (00300830)
加藤 成樹 福島県立医科大学, 医学部, 准教授 (90443879)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 島皮質 / 三叉神経脊髄路核尾側亜核 / 慢性痛 |
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| Outline of Research at the Start |
慢性痛モデルを使用し，興奮性ニューロンと抑制性ニューロンを区別して三叉神経脊髄路核尾側亜核（Sp5C）の局所神経回路を構築するシナプス伝達特性に焦点をあて，遺伝学的手法を組み合わせてSp5Cへ投射する島皮質ニューロンを特異的に活性化し，電気生理学的，行動学的解析によって慢性痛モデルにおけるSp5Cの局所神経回路の解明ならびに島皮質からの下行性出力が及ぼすSp5Cの興奮性出力応答の影響」について解明することを目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
口腔顔面領域に生じる「痛み」感覚は、末梢に入力した侵害情報が主に延髄の三叉神経脊髄路核尾側亜核（Sp5C）へ入力し、視床を経由したのち一次体性感覚野へ投射することで認知される。一方、痛みの情動的側面に関与する島皮質は、慢性痛患者において侵害刺激に対して活動が亢進することが報告されている(Shinozaki et al.、 2016)。これまでに申請者は、正常ラットにおいて、島皮質からSp5Cに直接投射するニューロンを特異的に活性化させると痛み閾値が低下することを明らかにした（Nakaya et al.、 Pain、 2022）。しかし、慢性痛モデルにおいてこの下行性投射が痛みの増強に関与しているかは不明である。
そこで本研究では、上顎神経結紮（CCI）による慢性痛モデルを作製し、Sp5Cニューロンにおける島皮質からSp5Cへの投射経路に可塑的変化が生じる結果、痛みが増強する可能性を検討、新規慢性痛治療開発の一基盤となることを目標とする。
本年は、CCIによる慢性痛モデルを作製し、急性脳スライス標本を作製し、Sp5Cにおける抑制性ニューロンから興奮性ニューロンに対するシナプス応答をホールセル・パッチクランプ法にて記した。その結果正常ラットに比較してシナプス応答が誘発される頻度が高い傾向を記録した。この記録は、今後島皮質ニューロンにチャネルロドプシン２（ChR2）を発現させ、Sp5Cからシナプス応答を記録した際にその入力が痛みを増強するのか又は抑制に働くのかについて検索するために必要な所見である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
現在慢性痛モデルを作製し、急性脳スライス標本から記録することが可能な環境にある。抑制性ニューロンと興奮性ニューロンからの同時記録を行い、抑制性シナプス伝達特性の検討中である。現在抑制性ニューロンから興奮性ニューロンに対する抑制性のシナプス応答を記録した。その中で3例中2例は正常ラットに比較して失敗率が少ない。しかしながら、例数が少ないので今後増やしていく必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度行ってきたSp5Cにおける局所回路についてさらに検索を進めると同時に、VGAT-VenusラットにChR2およびそれを標識する蛍光タンパクのmCherryを島皮質ニューロンに発現させる。加えて、Sp5Cにおける投射ニューロンを同定するために逆行性トレーサーであるコレラトキシンＢ（CTB）を腕傍核へ注入し、CCIを行う。7-14日後にSp5Cを含む急性脳幹スライス標本を作製し、Sp5Cにおける抑制性ニューロンとCTB陽性である投射ニューロンから同時にホールセル・パッチクランプ法にて膜電位を記録し、島皮質から投射している神経終末に光刺激によって誘発される興奮性ならびに抑制性シナプス応答を記録し、振幅や潜時を解析し、shamと比較する。
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