海馬における神経細胞の新生低下に注目した慢性疼痛の発症機序解明

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K08822
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: 祖父江 和哉 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (90264738)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 太田 晴子 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 助教 (90534751) ; 草間 宣好 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 講師 (60336691) ; 大澤 匡弘 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 准教授 (80369173)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 慢性疼痛 / 海馬 / 神経細胞の新生低下

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、神経障害性疼痛時の海馬神経新生低下のメカニズムを明らかにすることである。昨年度の研究において、神経障害性疼痛により海馬歯状回の顆粒細胞下帯（SGZ）の神経前駆細胞数が低下することが明らかになった。そこで本年度は、SGZの神経前駆細胞数の低下が神経障害性疼痛時に活性化する2つの神経回路（体性感覚経路および情動経路）により引き起こされるかについて検討した。
まず、神経細胞にGiタンパク質共役型のDREADDsを発現できるアデノ随伴ウイルス（AAV-hSyn-hM4Di）をマウスの脊髄後角に感染させた。十分な感染期間の後、マウスに神経障害を施すと同時に、体性感覚経路の起始核である外側視床および情動経路の起始核である外側腕傍核にDREADDのアゴニストであるClozapine-N-Oxide（CNO）を、浸透圧ポンプを用いて持続投与した。これにより両神経回路をそれぞれ抑制した結果、いずれの経路の抑制によっても神経前駆細胞数の低下が抑えられることが明らかとなった。また、その際の機械痛覚閾値の変化についても同時に検討した。その結果、体性感覚経路の抑制によっては痛覚閾値の改善は見られなかったが、情動経路を抑制すると痛覚閾値が部分的に改善することが明らかとなった。
以上の結果より、神経障害性疼痛による痛覚閾値の低下および神経前駆細胞数の低下の両方に対する関連領域として情動経路が示唆された。現在、体性感覚経路および情動経路をそれぞれ活性化した際の影響についても解析中である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

申請書で計画した内容に沿って問題なく進行しており、実験計画は順調に進展していると言える。結果に関しても、SGZにおける神経前駆細胞数の低下を惹起する神経回路をすでに見出しており、滞りなく計画を進行できている。

Strategy for Future Research Activity

神経障害時に活性化する体性感覚経路および情動経路をそれぞれ活性化した際に、SGZの神経前駆細胞数に与える影響を検討する。また、その際の機械痛覚閾値の変化、および不安関連行動の変化についても同時に検討する。神経回路の活性化は、神経細胞にGqタンパク質共役型のDREADDsであるhM3Dqを発現できるAAV（AAV-hSyn-hM3Dq）を脊髄後角に感染させた後、両経路の起始核にCNOを持続投与することで行う。当初は「tetO-Cre遺伝子」＋「Cre-DREADDs遺伝子」を導入したFos-tTAマウスを用いた実験計画を策定していたが、主に遺伝子導入効率が不安定であり必要動物数の確保が困難であることから、上記の計画に変更して研究を推進する。

Causes of Carryover

今年度は、問題なく研究計画を進めることができたため、次年度使用額が生じた。次年度は体性感覚経路および情動経路をそれぞれ活性化した際の影響を調べるため、AAVの購入費用のほか、疼痛モデルの組織の確認、神経細胞の確認などのための試薬、プラスチック器具などの消耗品の購入費用も必要である。