変形性膝関節症における機械受容チャネルを介した疼痛メカニズムの解明

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K09117
• Research Institution: Wakayama Medical University
• Principal Investigator: 西尾 尚子 和歌山県立医科大学, 医学部, 特別研究員 (40648359)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 谷口 亘 和歌山県立医科大学, 医学部, 講師 (20453194) ; 山中 学 和歌山県立医科大学, 医学部, 助教 (30597084)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 関節痛 / TRPV4 / CatWalk

Outline of Annual Research Achievements

本年度は機械受容チャネルとして知られるtransient receptor potential vanilloid 4 (TRPV4)の活性化が疼痛を誘発させるかを自然歩行状態解析装置であるCatWalkを用いて動物行動学的に検討した。ノーマルラットの右後肢膝関節にTRPV4チャネル選択的作動薬である GSK1016790 (50μM/100μｌ)を注入した群と生理食塩水 (100μL) を注入した２群を作成した。1日1匹当たり3trial(歩行)を各群７匹で記録した。注入前、注入後６時間、1日、3日、５日後においてデータを取得した。各種パラメータ値は歩行当たりの健足比 (右後肢/左後肢×100）(%)の平均を算出した。各種パラメータの内、①MaxContactArea、②MaxContactMaxIntensity、③Stand、④Swingに注目し、各日の群間で比較を行った。これら4項目で注入前の群間に有意な差はなかった。TRPV4選択的作動薬注入群において4パラメータとも、注入1日後にデータのピークが観察された。注入1日後の①MaxContactArea、②MaxContactMaxIntensity、③Stand、④Swingの平均値は、生理食塩水群がそれぞれ ①101.5%、②98.2%、③99.8%、④102.6% に対しTRPV4選択的作動薬注入群では、①72.6%、②82.2%、③84.9%、④201.7% であった。注入1日後の４項目すべての群間で有意な差が生じた。TRPV4選択的作動薬注入群におけるピーク後の経過は4項目とも徐々に患側値が健側値に近づいていった。注入5日後では２群において④Swing以外の項目で有意差が消失していた。以上の結果からTRPV4の活性化は膝関節痛の発生機序に何らかの作用を有する可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress

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

Reason

機械受容チャネルとして知られるTRPV4 の作動薬の膝関節内投与が、遅発性に歩様の変化をもたらした。本研究はこのことから、荷重などの機械刺激が関与する疼痛に膝関節内のTRPV4チャネルの活性化が関与していることを示すことができた。

Strategy for Future Research Activity

引き続き研究計画に従い、荷重時痛に関与するとされている別系統のイオンチャネルであるPiezoチャネルの活性化が正常ラットにおいて疼痛を誘発させるか動物行動学的手法であるCatWalkを用いて検討する。また変形性膝関節症モデルラットを用いてTRPV4のアンタゴニストの関節注入が疼痛の軽減をもたらすか同様に検討する予定である。

Causes of Carryover

学会参加を予定し旅費を計上していたが、一部の学会参加を見合わせた為。
次年度請求分においても研究計画に従い、必要な研究器具、実験動物、試薬等の消耗品に使用する予定。また研究成果に応じて学会等で発表を行う際の旅費として使用を検討している。