神経障害性疼痛における活性化アストロサイト由来Dセリンの作用

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K08830
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: 伊藤 健二 東海大学, 医学部, 教授 (10317779)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉川 正信 東海大学, 医学部, 准教授 (90276791)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 神経障害性疼痛 / 脊髄 / グルタミン酸 / Dセリン / マイクロダイアリシス

Outline of Annual Research Achievements

末梢神経を損傷させた神経障害性疼痛 の脊髄においてアストロサイトは細胞体および突起を肥大化させ活性化することが知られている。また、神経障害に伴うアロディニアや痛覚過敏などの発症に N-メチル-D-アスパラギン酸(NMDA)受容体活性化が深く関与しているが、そのNMDA活性化メカニズムは不明である。本研究は活性化アストロサイ トによる脊髄後角ニューロン変調メカニズムを明らかにするために、Dセリンの神経障害性疼痛における役割解明を基軸に据え、アストロサイトとの相互関係を明らかにすることを目的とした。申請者は、これまでに、イソフルラン麻酔下でマイクロダイアリシスプローブを脊髄内に挿入し、in vivoマイクロダイアリシス法によりシナプス間隙液を回収し電気化学検出器HPLC法によりホルマリン刺激によるD-セリン、グルタミン酸などの興奮性アミノ酸の遊離量について解析した。その結果、ホルマリン刺激後の第1相、第2相において、Dセリン、グルタミン酸分泌量がいずれも上昇すること、Dセリン遊離量に有意な変化がない時期にはグルタミン酸遊離量が増加する、グルタミン酸遊離量に有意な変化がない時期にはDセリン遊離量が増加する、といったDセリン、グルタミン酸遊離量が補完的に増加することを明らかとした。本年度は、神経障害性疼痛モデルである絞扼性神経損傷(chronic construction injury: CCI)モデルを作成し、熱刺激による逃避行動、von Frey試験、重心比重試験により疼痛関連行動を観察し、マイクロダイアリシス法により、神経障害性疼痛によるD-セリン分泌量、グルタミン酸分泌量などについて解析する予定であった。しかし、Covid-19禍の影響により、実験環境が整わず、当初の予定であった神経障害性疼痛モデルを使ったマイクロダイアリシス実験を行うことが困難であった。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

本年度は、神経障害性疼痛モデルである絞扼性神経損傷(chronic construction injury: CCI)モデルを作成し、熱刺激による逃避行動、von Frey試験、重心比重試験により疼痛関連行動を観察し、マイクロダイアリシス法により、神経障害性疼痛によるD-セリン分泌量、グルタミン酸分泌量などについて解析する予定であった。しかし、今年度はCovid-19禍の影響により、実験環境が整わなかった。すなわち、実験用試薬や実験器具の入手が困難であることなどにより、予定していた実験を計画していたスケジュールで実施することが出来なかった。具体的には、アストロサイトは神経障害性疼痛の脊髄において細胞体および突起を肥大化させ活性化することが知られている。この神経障害性疼痛の進展に伴い活性化するアストロサイト由来の興奮性アミノ酸(グルタミン酸、Dセリン)の脊髄内遊離量を、コントロール動物の興奮性アミノ酸遊離量と比較する実験を行う予定であった。すなわち、当初の予定であった神経障害性疼痛モデルを使ったマイクロダイアリシス実験を行うことが困難であった。

Strategy for Future Research Activity

絞扼性神経損傷(chronic construction injury: CCI)モデルを作成し熱刺激による逃避行動、von Frey試験、重心比重試験により疼痛関連行動を観察し、マイクロダイアリシス法により、神経障害性疼痛によるD-セリン分泌量、グルタミン酸分泌量など について解析する。また、Dセリン代謝関連酵素阻害剤などにより神経障害性疼痛に対して抑制効果が得られるかについて検討する。具体的には、脊髄後角におけるアストロサイト、Srr,DAO, NMDA受容体発現量の変化を免疫組織化学的、In situ hybridization(ISH)法で定性解析するとともに、脊髄後角の組織における各種タンパク質、遺伝子発現を定量解析する。

Causes of Carryover

本年度はCovid-19禍の影響により、実験環境が整わなかった。すなわち、実験用試薬や実験器具の入手が困難であることなどにより、予定していた実験を計画していたスケジュールで実施することが出来なかった。従って、次年度に絞扼性神経損傷(chronic construction injury: CCI)モデルを作成し熱刺激による逃避行動、von Frey試験、重心比重試験により疼痛関連行動を観察し、マイクロダイアリシス法により、神経障害性疼痛によるD-セリン分泌量、グルタミン酸分泌量など について解析するため、次年度に使用する。