難治性疼痛における脊髄知覚神経系の可塑性と分子生物学的病態解明

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10470318
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 石川 敏三 山口大学, 医療技術短期大学部, 助教授 (90034991)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 塚原 正人 山口大学, 医療技術短期大学部, 教授 (20136188) ; 古川 昭栄 岐阜薬科大学, 薬学部, 教授 (90159129)
• Keywords: 神経因性疼痛 / 神経可塑性 / 脊髄グルタメート / c-fos発現 / アポトーシス / 介在ニューロン死 / 栄養因子治療

Research Abstract

11年度は、ラットニューロパチックペインモデルにおいて、1)脊髄神経系の神経可塑性における分子生物学的機序の確認、および2)治療応用の検討を行った。 雄SDラットを用い、左坐骨神経絞扼モデルを作成した。また、大槽よりITにループ型マイクロダイアリシスプローベを挿入し(先端が腰髄1-2レベル)、透析液のglutamate濃度をHPLC法で測定した。絞扼術前、後3、5、8、10日目における熱刺激に対する反応(ホットボックス)を観察し、5および10日目に灌流固定を行い、脊髄を摘出したのち、免疫組織学的評価(c-fos蛋白、TUNEL染色、HE染色)を行った。この実験において、治療として、それぞれ(1)N-type Ca channel Blocker(IT)、(2)5-HT2A Blocker(I.P.)、(3)4-methyl cathecol(4-MC,I.P.)を投与し、その効果を評価した。
その結果、1)坐骨神経絞扼により、熱性知覚過敏が起き脊髄glutamate放出が経日的に増加し、症状の初期状態で脊髄表層においてc-fos蛋白の誘導と小型細胞のアポトーシスが見られ、遅発生に(10日)介在ニューロンの壊死が認められた。したがって、glutamate神経の過剰興奮が脊髄神経可塑性を誘因し、遺伝子発現やアポトーシスを引き起こし障害が発現するものと考えられる。その後、介在ニューロンが壊死すると脊髄神経系の調節機構が消失し、症状が慢性化するものと示唆される。2)治療法では、(1)脊髄へのN-type Ca channel Blocker投与は、脊髄glutamate放出の抑制を始め、これらの測定項目を有意に抑制した。(2)末梢5-HT2A Blocker投与は、これらの項目は軽度に抑制した。また、(3)神経成長因子の合成誘導をもたらす4-MCの末梢投与は、脊髄glutamate放出の抑制を始め、これらの測定項目を軽微ながら有意に抑制することが判明した。

Research Products

• [Publications] Ishikawa T.: "Characterization of spinal amino acid release and Touch-evoked allodynia produced by spinalglycine or GABAA receptor antasonist"Neuroscience. 95・3. 781-786 (2000)
• [Publications] Ishikawa T.: "Synergic drug effects on tactile allodynia by GABAA receptor antagonist"Soc. For Neuroscience. 25. 934 (1999)
• [Publications] Ishikawa T.: "Transient spinal cord ischemia in rats: the time course of spinal FOS protein expression and effect of intraischemic hypothemia"Cell Moll Neurobiol. (in press). (2000)
• [Publications] Ishikawa T.: "Development of apoptosis of spinal cord neurons in rat neuropathic pain"Soc. For Neuroscience. 25. 1442 (1999)