2015 Fiscal Year Research-status Report
社会脳における精神的ストレスによる痛み修飾回路の解明
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15K08918
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| Research Institution | Kochi University |
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Principal Investigator |
大迫 洋治 高知大学, 教育研究部医療学系基礎医学部門, 准教授 (40335922)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
由利 和也 高知大学, 教育研究部医療学系基礎医学部門, 教授 (10220534)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | プレーリーハタネズミ / 絆 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．一夫一婦制を営むプレーリーハタネズミ雄を、絆形成後にパートナー雌と同居を維持した群（維持群）と別離させた群（ロス群）に分け、皮膚への機械刺激および熱刺激に対する逃避反射の閾値を測定すると、ロス群は維持群に比べて有意に反射閾値が低下した。また、炎症誘発時の疼痛関連行動がロス群は維持群より有意に多く観察された。さらに、ロス群は維持群より不安レベルが有意に上昇しており、不安レベルと熱刺激への逃避反射閾値には負の相関が検出された。雌雄ペアリング前に雄にテレメーターを埋め込み、ロス期間中における深部体温を24時間モニターすると、ロス群はパートナーロス直後から体温の上昇がみられ、その上昇はロス2週間後まで維持されており、ストレス性高体温症を発症していた。オープンフィールド新規環境において、維持群では深部体温が1.6℃上昇したのに対し、ロス群では1.0℃しか上昇せず、また、炎症性疼痛誘発時においても、維持群では1.1℃上昇したがロス群では0.6℃しか上昇せず、ロス群において自律神経反応の低下が示唆された。以上の結果から、雌雄間で強い絆を形成するプレーリーハタネズミにおいて、パートナーの存在により痛み行動が修飾され、その背景に不安の増大や自律神経機能の変調があることが明らかになった。
2．１で観察された痛みの社会的修飾作用の脳内メカニズムを探索する目的で、疼痛関連脳領域の痛み刺激への反応性を解析した。最初期遺伝子fosのタンパク発現を指標に炎症性疼痛誘発時における神経活性度をロス群と維持群で比較した結果、前頭前野と側坐核において維持群とロス群間で有意差が検出された。これらは、中脳皮質辺縁系ドパミン回路の構成領域であり、近年、内因性疼痛抑制系として機能することが注目されている領域である。パートナーによる痛みの修飾メカニズムに、中脳皮質辺縁系ドパミン回路が関与している可能性が示唆された。
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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
プレーリーハタネズミの痛み行動が、絆を形成したパートナーの存在により修飾されることを行動学的にとらえることに成功した。この現象は情動行動や自律神経機能の変化を伴っており、疼痛障害患者の症状をよく反映しており、痛みの社会的修飾メカニズムを解明するよい動物モデルとなりうると思われる。痛みの社会的修飾作用の脳内メカニズムを探索すべく、ペインマトリックスにおける活性領域マッピングもほぼ計画通りに実施できた。プレーリーハタネズミにおける絆の維持に重要である視床下部のオキシトシン・バゾプレッシンニューロンについては、解析がまだ終了していないが、免疫染色も終了し、顕微鏡写真も撮影済みであり近日中に解析を終了できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今回の解析で神経活性差が検出された前頭前野と側坐核はドパミンニューロンの主要な投射領域であることから、中脳皮質辺縁系ドパミン回路が痛みの社会的修飾作用に関与する可能性が高い。この仮説をより確実にするためには、中脳皮質辺縁系ドパミン回路におけるドパミン産生領域である腹側被蓋野でのドパミンニューロンの活性を解析する必要がある。今年度において、すでに腹側被蓋野のドパミン産生ニューロンの痛み刺激に対する活性度をFosタンパクの発現を指標として解析を試みたが、ドパミンニューロンマーカーとFos抗体の二重免疫組織化学染色において、トータルドパミンニューロンの1-2%しかFosタンパクを共発現していなかった。この結果から、痛み刺激に対するドパミンニューロンの興奮性はFosタンパク以外のものを指標に解析する必要があると考える。他のモノアミンニューロンであるセロトニンやノルアドレナリンニューロンにおいて、痛み刺激により興奮するとERKの発現量が増加するとの報告があるので、今後は、腹側被蓋野ドパミンニューロンの活性度をERKを指標に解析を試みる。
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| Causes of Carryover |
本研究に用いる動物の自家繁殖匹数が予定より少なかったため、飼育代が予算額より下回った。参加予定であった学会に都合がつかなく参加できなかったため、その旅費を次年度へ繰り越した。成果が論文投稿まで至らず、英文校正費および掲載料を繰り越した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今年度繰り越した費用の一部は、当初計画していなかった別の抗体の購入費に充てる。さらに、実験動物用のケージが、オートクレーブ滅菌の繰り返しにより、一部破損しているものがあるので、新規ケージの購入費に充てる。
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