2015 Fiscal Year Research-status Report
慢性疼痛における細胞外マトリックスによる脳神経回路再編機構の解明
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15K21603
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| Research Institution | National Institute for Physiological Sciences |
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Principal Investigator |
江藤 圭 生理学研究所, 基盤神経科学研究領域, 助教 (30545257)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 慢性疼痛 / 一次体性感覚野 / 2光子顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
慢性疼痛時には、末梢からの過剰入力により一次体性感覚野（S1）興奮性神経細胞活動が亢進すると共に、シナプス再編成が起き、疼痛関連神経回路が構築されることで疼痛行動が惹起される。また、この現象に活性化アストロサイトが寄与することが示唆されている。そこで、本課題では、末梢神経傷害後S1で起きるシナプス再編成は、可塑性を制御するペリニューロナルネット（PNN）が活性化アストロサイトにより分解されることで神経回路の可塑性が亢進し、疼痛関連神経回路が形成され、疼痛行動が悪化するのではないかと仮説を立て、この現象を検証することを目的とする。また、アストロサイト活動制御が可塑性を亢進させ入力依存性に神経回路再編を起こす観点から、アストロサイト活性化と入力抑制を組み合わせることで新たな神経回路を構築することで疼痛行動を減弱できるかについても検討する。本年度は、まず、１）S1のPNN染色を行った。固定脳より脳スライスを作成し、PNNをWFAレクチン抗体を用いて染色した。その結果、一次体性感覚野だけでなく、皮質全体に広く分布していることが明らかになった。次年度は正常群と慢性疼痛群とでPNNの発現が変化するかを検討するとともに、その機構についても明らかにする。次に、２）アストロサイト人為的活性化による疼痛行動制御について検討した。アデノ随伴ウイルスを用いてヒト変異型ムスカリン受容体をアストロサイト特異的に発現させ、リガンドであるCNO投与により人工的に活性化させる系（DREADD法）を構築した。この系を用いて、S1で疼痛神経回路が形成された時期にアストロサイトを活性化し、神経回路の可塑性を亢進させつつ末梢からの入力を減弱させた。その結果、CNO投与を中止した後も持続して疼痛行動が抑制された。次年度は、アストロサイトによる疼痛抑制機構の背景に新たなシナプス再編成が寄与するかを検討する。
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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
アストロサイト活性化による疼痛制御が行えるかという項目について、アストロサイト人工的刺激法の実験系を立ち上げ、行動評価まで達成できたため。一方で、ぺリニューロナルネットの慢性疼痛への寄与及び、活性化アストロサイトによるペリニューロナルネット制御については次年度詳細に検討する必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
免疫染色により一次体性感覚野のペリニューロナルネットが慢性疼痛時に減弱するかを定量的に解析する。また、プロテアーゼ活性が寄与するかについても見当する。活性化アストロサイトによる疼痛制御機構については、アストロサイト刺激による疼痛抑制の背景にシナプス再編成が寄与するか検討する。
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| Causes of Carryover |
３月中旬に納品検収が完了した消耗品費の支払いが４月になったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
前年度に納品検収が完了しているため、４月早々に支払処理だけを行う。
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[Journal Article] In vivo imaging of axonal transport of mitochondria in the diseased and aged mammalian CNS2015
Author(s)
Takihara Y, Inatani M, Eto K, Inoue T, Kreymerman A, Miyake S, Ueno S, Nagaya M, Nakanishi A, Iwao K, Takamura Y, Sakamoto H, Satoh K, Kondo M, Sakamoto T, Goldberg JL, Nabekura J, Tanihara H.
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Journal Title
Proc Natl Acad Sci U S A
Volume: 112(33)
Pages: 10515,10520
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] A double bond-conjugated dimethylnitrobenzene-type photolabile nitric oxide donor with improved two-photon cross section.2015
Author(s)
3.Ieda N, Hishikawa K, Eto K, Kitamura K, Kawaguchi M, Suzuki T, Fukuhara K, Miyata N, Furuta T, Nabekura J, Nakagawa H.
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Journal Title
Bioorg Med Chem Lett.
Volume: 25(16)
Pages: 3172,3175
DOI
Peer Reviewed
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