2016 Fiscal Year Research-status Report
脊髄後角における痛み伝達のオレキシンによる制御機構のパッチクランプ法による解析
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15K08673
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
熊本 栄一 佐賀大学, 医学部, 教授 (60136603)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤田 亜美 佐賀大学, 医学部, 准教授 (70336139)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | オレキシンAとオレキシンB / 視床下部ペプチド / グルタミン酸の自発放出促進 / 膜の脱分極 / 脊髄後角第II層 / 鎮痛 / パッチクランプ法 / 成熟ラット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
オレキシンA（OXA）やオレキシンB（OXB）を含有する視床下部ニューロンの神経線維は脊髄後角に投射し鎮痛に働くことが知られている。昨年に引き続き、脊髄後角におけるオレキシン（OX）の鎮痛作用機序を明らかにする研究を継続して行った。実験は昨年と同様、成熟ラット脊髄横断薄切片の後角第II層（膠様質）ニューロンにパッチクランプ法を適用し-70 mVの保持膜電位で膜電流を記録して行った。OXAやOXBは2分間灌流投与した。昨年はOXBの作用を詳しく調べたが、今年はOXAの作用を調べた。OXBと同様、自発性興奮性シナプス後電流（sEPSC）の振幅を変化させずにその発生頻度を増加させると共に内向き膜電流を誘起し、これら二つの応答は互いに独立してみられた。応答を示すニューロンの割合はOXBよりOXAの方が大きかった。一方、OXB応答を示すニューロンのすべてにおいてOXA応答も見られ、これらの応答の大きさには差がなかった。次に、20分の時間間隔でOXAやOXBの繰り返し投与の効果を調べたところ、いずれの場合もsEPSCの発生頻度増加や内向き膜電流は1回目と2回目で効果の大きさに差がなかった。そのため同じニューロンでOX応答に及ぼす薬物の作用を調べた。OXAやOXBの応答は電位作動性Na+チャネル阻害薬テトロドトキシンによる影響を受けなかったので活動電位の発生を介さない直接作用であることが分かった。OX受容体には1型（OX1R）と2型（OX2R）があるので、次にOX受容体阻害薬の作用を調べた。OXB作用はOX1R阻害薬（SB334867）に抵抗性であり、OX2R阻害薬（JNJ10397049）により抑制された。一方、OXA作用はこれらの両方により抑制されたが、SB334867による抑制の方が大であった。以上より、OXAとOXBはOX1RとOX2Rを活性化して鎮痛を生じることが示唆された。
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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
昨年度はオレキシンBの作用を定量的に調べたが、今年度はオレキシンＡの作用を定量的に調べ、さらにオレキシンAとオレキシンBの作用の薬理学的性質を検討した。その結果、オレキシンAとオレキシンBは、いずれも神経終末から起こるグルタミン酸の自発放出の促進と膜の脱分極を誘起し、これらの作用はオレキシン1型とオレキシン2型の２つの受容体の活性化を介することを明らかにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
我々は以前、オキシトシンの鎮痛作用機序はそのペプチドにより誘起された内向き膜電流（膜の脱分極）によるGABAやグリシンを介する自発性抑制性シナプス伝達の促進であることを明らかにしている。オレキシンAやオレキシンBは、いずれも膜の脱分極やグルタミン酸の自発放出の増加を引き起こす。これらの２つの作用は抑制性ニューロンの膜興奮性を高める結果、GABAやグリシンを介する自発性の抑制性シナプス伝達を促進させる可能性がある。まだニューロン数は十分でないが、オレキシンAやオレキシンBがグリシン作動性の抑制性シナプス伝達を促進させ、この作用は20分の時間間隔で繰り返し起こることを見出している。この促進作用は電位作動性Na+チャネル阻害薬のテトロドトキシン存在下で消失したので、オキシトシン作用と同様、活動電位の発生を介することが考えられる。一方、GABA作動性の抑制性シナプス伝達の場合にはオレキシンAやオレキシンBによる促進が見られるニューロンの割合が大変少なかった。以上の予備的な実験結果から、今後はオレキシンAやオレキシンBが自発性の抑制性シナプス伝達に及ぼす作用に焦点を当てて実験を行う。グリシンやGABAを介するシナプス伝達のそれぞれに異なる作用を及ぼすかどうか、またオレキシンAやオレキシンBによる抑制性シナプス伝達の促進はオレキシン受容体を介するかどうかについて、オレキシン1受容体阻害薬（SB334867）とオレキシン2受容体阻害薬（JNJ10397049）を用いて検討を加える。以上より、脊髄後角におけるオレキシンAやオレキシンBの鎮痛作用機序をシナプスレベルで明らかにする。
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| Causes of Carryover |
次年度に高額な試薬を含む様々な消耗品を購入する予定があったので、既存の実験機器を使用することにより実験を行った。このことが次年度使用額が生じた理由である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額は、（１）オレキシン関連の試薬、（２）ラットや実験関連の消耗品、（３）実験機器の修理、（４）論文掲載、などに使用する予定である。
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[Presentation] Citral enhances spontaneous excitatory transmission in adult rat spinal substantia gelatinosa neurons by activating TRPA1 channels2016
Author(s)
Lan Zhu, Tsugumi Fujita, Chang-Yu Jiang, Chong Wang, Ting Yu, Ryo Hirao, Rika Suzuki, Nobuya Magori, Eiichi Kumamoto
Organizer
Neuroscience 2016
Place of Presentation
San Diego, CA, USA
Year and Date
2016-11-12 – 2016-11-16
Int'l Joint Research
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