2018 Fiscal Year Annual Research Report

慢性痛による抑うつ・不安の惹起に関わる負情動神経回路の可塑的変化の神経機構解明

Research Project

Project/Area Number	17H03556
Research Institution	Hokkaido University
Principal Investigator	南雅文北海道大学, 薬学研究院, 教授 (20243040)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords	薬理学 / 神経科学 / 薬学
Outline of Annual Research Achievements	分界条床核２型神経から３型神経への抑制性シナプス情報伝達の亢進は、３型神経細胞活動抑制とそれに続く腹側被蓋野GABA神経の脱抑制を介して、ドパミン神経活動を抑制し、うつ症状を惹起することが考えられる。平成29年度の研究では、慢性痛モデルラットを用いて当該シナプス情報伝達の変化を脳スライスパッチ法による電気生理学的解析により検討し、抑制性シナプス情報伝達が亢進していることを明らかにした。平成30年度の研究では、この抑制性シナプス情報伝達亢進に神経ペプチドであるコルチコトロピン遊離因子（CRF）を介した神経情報伝達の亢進が関与していることを明らかにした。条件付け場所嗜好性試験により脳内報酬系機能を調べたところ、慢性痛モデルラットにおける脳内報酬系機能低下に分界条床核でのCRFを介した情報伝達亢進が関与していることが明らかとなった。すなわち、慢性痛下では分界条床核内CRF神経情報伝達が亢進することで、分界条床核２型神経から３型神経への抑制性シナプス情報伝達が亢進し、結果として、ドパミン神経活動を抑制することで脳内報酬系機能低下を引き起こし、うつ症状を惹起している可能性が示された。さらに、分界条床核２型神経から３型神経への抑制性シナプス情報伝達亢進はうつ病モデルラットにおいても観察された。以上のラットを用いた実験に加え、慢性痛モデルマウスを用い、小型蛍光顕微鏡によるインビボ神経活動イメージング系立ち上げのための予備実験を行うとともに、慢性痛モデルマウスにおいてもラットと同様の分界条床核内神経情報伝達可塑的変化が惹起されることを、脳スライスパッチ法を用いた電気生理学的解析により明らかにした。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 当初の計画通り、慢性痛モデル動物における分界条床核内抑制性シナプス情報伝達亢進に関わる神経ペプチドを電気生理学的手法により探索し、CRFの関与を明らかにした。また、条件付け場所嗜好性試験を用いて、慢性痛による脳内報酬系機能低下にも分界条床核内CRF神経情報伝達亢進が関与していることを示した。さらに、慢性痛モデルマウスにおいてもラットと同様の分界条床核内神経情報伝達可塑的変化が惹起されることを電気生理学的解析により明らかにし、神経活動可塑的変化の時間経過を詳細に解析するために、小型蛍光顕微鏡によるインビボ神経活動イメージング系立ち上げのための予備実験を行った。以上より、本研究はおおむね順調に進展している。
Strategy for Future Research Activity	今後は、脳スライスパッチ法を用いた電気生理学的解析やインジツハイブリダイゼーション法などを用いた分子組織学的解析により、CRFによるシナプス情報伝達亢進のメカニズムの詳細な検討を行うとともに、分界条床核２型神経のマーカーとなる遺伝子を探索し、Creマウスなどを利用することにより分界条床核２型神経細胞活動を選択的に操作し、慢性痛による抑うつや不安が抑制あるいは促進されるか否かを検討する。抑うつ様行動の解析には尾懸垂試験、不安様行動の解析には高架式十字迷路試験や明暗箱試験などの行動薬理学的解析手法を用いる。また、慢性痛による分界条床核内神経活動の可塑的変化の時間経過を詳細に解析するために、小型蛍光顕微鏡によるインビボ神経活動イメージングを行い、分界条床核内の１つ１つの神経細胞の活動が、慢性痛によりどのような時間経過で変化するかを記録し解析する。以上の検討により、慢性痛により惹起される抑うつや不安などの負情動の神経機構を明らかにするとともに、痛みによる負情動を標的とした新しい疼痛治療薬開発のための基盤を構築する。