The molecular mechanisms of intra-cellular interaction in the trigeminal ganglion underlying ectopic pain associated with tooth pulp inflammation

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K20466
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 大原 絹代 日本大学, 歯学部, 専修医 (10731606)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 歯髄炎 / 異所性疼痛 / 三叉神経節細胞 / TLR4 / NFｋB / MAPキナーゼ

Outline of Annual Research Achievements

本プロジェクトではTLR4の発現からTRPV1合成に至る一連の情報伝達経路を形態学的、生化学的および電気生理学的手法を用いて総合的に解明することによって、歯髄炎に起因する舌の異所性異常疼痛発症に関して、三叉神経節細胞内における分子メカニズムの解明を目的とした。
2014年にJournal of Neuroinflammation (Ohara et al.)で報告したモデル動物を用い、舌を支配しているTG神経細胞の興奮性を増強する経路について形態学的および生化学的手法を用いて、それぞれの分子の発現変化について定量解析を行い、各分子が炎症のない正常な舌を支配する三叉神経節細胞において発現増加があるかの解析を行った。
さらに、これらの発現に対するTLR4ブロックの効果についても、同様の手法を用いて定量的な解析を加え、TLR4を介する経路が NFkBおよびMAPkの経路の活性化に関与するか否かを明らかにし、TLR4を介したNFkBおよびMAPkの経路が舌を支配する三叉神経節細胞において、TRPV1合成の亢進に関与するか否かについて形態学的および生化学的に解析を行った。
今回の成果より、歯髄炎発症後、三叉神経節細胞体に軸索輸送され、歯髄を支配しているTG神経細胞体から細胞外分泌されたHSP70は舌を支配しているTG神経細胞のTLR4と結合し、舌を支配しているTG神経細胞の興奮性をNFkBおよびMAPk経路を介して増強する可能性が考えられている。興奮性を増したTG神経細胞では、TRPV1受容体の合成も増加している可能性が明らかになった。また，少数ではあるが、M1歯髄および舌を二重支配するTG細胞の存在も確認されており，この細胞が歯髄炎によって興奮性が増加すると、舌の感覚も担っていることから、舌の痛覚亢進にも直接的に関与する可能性が考えられる。

Research Products

• [Journal Article] Role of medullary astroglial glutamine synthesis in tooth pulp hypersensitivity associated with frequent masseter muscle contraction. (2018)
  • Author(s): Watase T, Shimizu K, Ohara K, Komiya H, Kanno K, Hatori K, Noma N, Honda K, Tsuboi Y, Katagiri A, Shinoda M, Ogiso B, Iwata K.
  • Journal Title: Mol Pain Volume: 印刷中 Pages: -
  • DOI: 10.1177/1744806918763270
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Involvement of transient receptor potential vanilloid 1 channel expression in orofacial cutaneous hypersensitivity following tooth pulp inflammation. (2018)
  • Author(s): Watase T, Shimizu K, Komiya H, Ohara K, Iwata K, Ogiso B.
  • Journal Title: J Oral Sci Volume: 60 Pages: 8-13
  • DOI: 10.2334/josnusd
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Phenotypic change in trigeminal ganglion neurons associated with satellite cell activation via extracellular signal-regulated kinase phosphorylation is involved in lingual neuropathic pain. (2017)
  • Author(s): Mikuzuki L, Saito H, Katagiri A, Okada S, Sugawara S, Kubo A, Ohara K, Lee J, Toyofuku A, Iwata K.
  • Journal Title: Eur J Neurosci Volume: 46 Pages: 2190-2202
  • DOI: 10.1111/ejn.13667
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Interaction between calcitonin gene-related peptide-immunoreactive neurons and satellite cells via P2Y12 R in the trigeminal ganglion is involved in neuropathic tongue pain in rats. (2017)
  • Author(s): Sugawara S, Okada S, Katagiri A, Saito H, Suzuki T, Komiya H, Kanno K, Ohara K, Iinuma T, Toyofuku A, Iwata K.
  • Journal Title: Eur J Oral Sci Volume: 125 Pages: 444-452
  • DOI: 10.1111/eos.12382
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 急性歯髄炎により誘導される歯痛錯誤の末梢神経機構 (2017)
  • Author(s): 古宮 宏記, 清水 康平, 大原 絹代, 髙橋 なつみ, 小木曾 文内
  • Organizer: 日本歯科保存学会春季学術大会