VR1ノックアウトマウス熱応答変化のin vivoパッチクランプ法による解析

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15300135
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 吉村 恵 九州大学, 大学院・医学研究院, 教授 (10140641)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 古江 秀昌 九州大学, 大学院・医学研究院, 助手 (20304884)
• Keywords: カプサイシン / in vivoパッチクランプ / 膠様質 / VR1受容体 / 熱応答 / サブスタンスP / TRPV1受容体 / 脊髄後角

Research Abstract

VR1受容体(TRPV1)はカプサイシン受容体としてクローニングされ、発現系を用いた実験から熱応答やプロトンに応じることが明らかになり、一躍多くの痛み研究者の注目を集めた。また、富永らの詳細な研究から、ATPやブラジキニン存在下では、その熱に対する閾値が変わることが証明され、慢性疼痛の発生に密接に関与している可能性が示唆されている。そこで、生体内におけるTRPV1受容体の役割を明らかにするため、TRPV1受容体をノックアウトしたマウスを用い、in vivoパッチクランプ法によって、いかなる機能的な変化が惹起されるかを調べた。脊髄膠様質は末梢から痛みの情報を伝えるAδとC線維の入力を受けるが、特にC線維は熱情報を運んでいるものと考えられている。そこで、膠様質細胞からパッチクランプ記録を行い、熱刺激によるシナプス応答の解析を行った。期待した結果とは異なり、記録と同側の後肢に熱刺激を加えたが、記録した全ての細胞は熱には応答を示さなかった。そこで、C線維は膠様質に終末するものの、膠様質細胞とはシナプスを形成せず、深層の細胞が膠様質に延ばした樹状突起にその情報を伝えているものと考え、深層の細胞からパッチクランプ記録を行った。すると、約20%の細胞は熱刺激によってEPSCの振幅と頻度の著明な増大が観察された。この応答は全て速い経過のEPSCによって仲介され、サブスタンスP等のペプチドを介する応答は全く観察されなかった。また、膠様質細胞では、カプサイシンを投与すると全ての細胞で自発性のEPSCの増加が見られた。以上の結果から、膠様質細胞はTRPV1受容体を発現するC線維の入力を受けているが、それらの線維は末梢の熱刺激には応答せず、他の感覚情報をつたえているものと推測された。これらの結果は、一部のTRPV1受容体は熱受容には関与していない可能性を示唆する。

Research Products

• [Publications] Kawasaki Y: "α2 adrenoceptor-mediated presynaptic inhibition of primary afferent glutamatergic transmission in rat substantia gelatinosa neurons."Anesthesiology. 98・3. 682-689 (2003)
• [Publications] Yang K: "Pre-and postsynaptic inhibition mediated by GABA_B receptors in rat ventrolateral periaqueuctal gray neurons."Biochemical and Biophysical Research Communication. 302. 233-237 (2003)
• [Publications] Matsumoto N: "GABA-mediated inhibition of glutamate release during ischemia in substantia gelatinosa of the adult rat."Journal of Neurophysiology. 89. 257-264 (2003)
• [Publications] Jiang N: "Somatostatin directly inhibits substantia gelatinosa neurons in adult rat spinal dorsal horn in vitro."Neuroscience Research. 47. 97-107 (2003)
• [Publications] Yang K: "Alterations in primary afferent input to substantia gelatinosa of adult rat spinal cord after neonatal capsaicin treatment."Journal of Neuroscince Research. 74・6. 928-933 (2003)
• [Publications] Katafuchi T: "Prolonged effects of polyriboinosinic : polyribocytidylic acid on spontaneous running wheel activity and brain Interferon-α mRNA in rats : A model for immunologically induced fatigue."Neuroscience. 120. 837-845 (2003)
• [Publications] Katafuchi T: "Endotoxin inhibitor blocks heat exposure-induced expression of brain cytokine mRNA in aged rats."Molecular Brain Research. 118. 24-32 (2003)
• [Publications] 吉村 恵: "In vivoパッチクランプ法の実際と適用"日本生理学雑誌. 65・10. 314-314 (2003)
• [Publications] 古江 秀昌: "およびラット脊髄後角細胞からのin vivoパッチクランプ記録法"日本生理学雑誌. 65・10. 315-321 (2003)
• [Publications] 土井 篤: "ラット大脳皮質体性感覚野からのin vivoパッチクランプ記録法"日本生理学雑誌. 65・10. 322-329 (2003)
• [Publications] 吉村 恵: "慢性疼痛と神経再生"ペインクリニック. 24・4. 463-464 (2003)
• [Publications] 吉村 恵: "脊髄後角の可塑性と痛み"脳21. 6・1. 42-47 (2003)
• [Publications] Furue H: "Progress in Pain Research and Management Proceedings of the 10th World Congress of Pain"IASP Press. 959 (2003)