2017 Fiscal Year Research-status Report
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15K08665
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
山本 純偉 筑波大学, 医学医療系, 講師 (50402376)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 扁桃体中心核 / プレガバリン / 神経炎症性疼痛 / 外側腕傍核 / 扁桃体基底外側部 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
プレガバリン(PGB)は神経障害性疼痛や慢性筋骨格系疼痛を抑制する。その鎮痛のメカニズムはα2-δ 電位依存性カルシウムチャネルへの結合とそれによる神経伝達物質の遊離抑制による。痛みやストレスなどの有事障害に対する情動応答に重要な役割をはたしている扁桃体中心核(CeA)への興奮性入力には脊髄後角や三叉神経脊髄路核から外側腕傍核(LPB)を経て扁桃体中心核の外側外包部へ入力する直接経路と扁桃体基底外側部(LPB)から入力する間接経路がある。これらの領域とCeAニューロンとの間の興奮性シナプス伝達へのPGBの影響をホルマリン注入モデルマウスを用いて調べた。C57BL/6マウスの足底にホルマリンを皮下注、8時間後に急性脳スライス標本を作製。CeLCの神経細胞にホールセルパッチクランプを行いBLAとLPB入力経路を電気刺激し、膜電流を記録。振幅と最初のシナプス電流に対する次の電流の比(PPR)がPGB灌流投与によりどのように変化するのかを調べた。 ホルマリン投与により刺激応答がLPB群で有意に増強したが、BLA刺激では有意な増強は見られなかった。一方、PGB投与によりBLA刺激では有意に振幅が減少するとともにPPRの有意な増加が観察されたが、LPB刺激では振幅、PPRともに有意な変化は認められなかった。以上の結果からPGB はLPBを介した直接経路よりもBLA経由の間接経路への興奮性入力抑制作用が強いこと、また、その作用はCaVα2-δへの作用による遊離抑制を介することが示唆される。さらに、PGBの作用は健常では見られず、神経障害性疼痛状態でのみ観察されることを明らかにした。現在、その結果を英語論文にまとめている。
また、光遺伝学の手法を用いた選択的神経刺激による痛み応答に対する扁桃体中心核機能の解明のための準備を進めており、孤束核へのinjectionモデルを作成中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初、扁桃体中心核または外側腕傍核へのチャネルロドプシンの導入を予定していたが、すでに扁桃体中心核や外側腕傍核をオプトジェネティクスの手法を用いて直接刺激した実験の報告がなされていることもあり、チャネルロドプシンの導入のターゲットを延髄の孤束核(nucleus tractus solitarii; NTS)に変更した。孤束核は迷走神経の終止核であり、胸・腹部臓器からの内臓求心路が収斂する脳部位である。孤束核に入った刺激は外側腕傍核や中脳水道灰白質を経て視床下部に入力し、そこから大脳皮質や扁桃体をはじめとする辺縁系へと伝えられる事実が報告されている。また、内臓痛が扁桃体中心核への興奮性入力を増強することを報告している。迷走神経を介して孤束核に入った内臓侵害刺激が孤束核のノルアドレナリン産生を変化させ、扁桃体中心核に入力する侵害受容情報を修飾している可能性があるが、扁桃体中心核の侵害受容への孤束核由来のノルアドレナリンの関与やモジュレーションについては分かっていないことから新しい成果につながると考え変更を行った。現在、孤束核へのインジェクションの手技がほぼ安定したため、チャネルロドプシン（ChR2）発現ベクターを孤束核へ注入し、痛みモデルを作成し、扁桃体中心核の神経細胞にパッチクランプを行い、痛みによる扁桃体中心核への入力がどのように変化するのかを記録、解析する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
既に結果をまとめている、神経障害疼痛モデルマウスを用いた扁桃体基底外側部および外側腕傍核から扁桃体中心核への興奮性神経入力に対するプレガバリンの作用を英語論文誌へ投稿する。
同時進行で、すでに始めている扁桃体中心核における内臓痛の侵害受容プロセスとノルアドレナリンによるモジュレーションを解明するための実験を進める。具体的には４週齢のマウスの孤束核にチャネルロドプシン（ChR2）発現ベクターを孤束核に微量注入し、その4-5週間後、マウスの腹腔に酢酸を注入し、内臓痛をおこす（acetic acid writhing test）。酢酸投与後30分間行動を観察した後、扁桃体を含む急性脳スライス標本を作製すし、扁桃体中心核の神経細胞にパッチクランプを行い、光刺激によって孤束核由来のノルアドレナリン放出を誘発し、その反応を調べ、生食を投与したコントロール群と比較する。
また、同様にして孤束核にチャネルロドプシン発現ベクターを注入したマウスを用い、体性痛モデル（ホルマリン足底注入）を作製する。ホルマリン足底注入８時間後に扁桃体中心核の急性脳スライス標本を作製し、内臓痛モデルと同様に孤束核由来のノルアドレナリン放出による扁桃体の神経活動の変化を記録・解析し比較することで、体性痛と内臓痛での扁桃体中心核への孤束核由来のノルアドレナリンの作用の違いを明らかにする予定である。
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| Causes of Carryover |
オプトジェネティクスを用いた実験において実際にウィルスを注入してから目的とする脳部位へ投与されているかを確認すること及びその結果を検証するまでに時間がかかり、実験系を確立するのに想定以上の時間を要したため、期間を延長して実験結果を解析し、研究成果をとりまとめることとした。助成金は延長期間に使用する予定である。
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