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

2021 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, 客員研究員 (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 – 2023-03-31
• Keywords: 膝関節 / 荷重時痛 / 機械受容チャネル

Outline of Annual Research Achievements

昨年度までの研究結果より、膝関節荷重時痛の発生機序に機械受容チャネルとして知られるtransient receptor potential vanilloid 4 (TRPV4)の活性化が何らかの作用を有している可能性が示唆された。そこで本年度は、TRPV4とは別系統のイオンチャネルで機械受容チャネルとして知られるPiezo1チャネルの活性化がTRPV4と同様に膝関節荷重時痛への作用を有するか行動学的手法を用いて検討をおこなった。具体的にはノーマルラットの右後肢にPiezo1チャネル選択的作動薬と生理食塩水をそれぞれ注入し、自然歩行状態解析装置であるCatWalkを用いて２群間の歩様状態を比較・解析した。計測時点は、薬液注入前、注入後６時間、1日、３日後に設定し、1回あたり3trial（歩行）を記録した。各種パラメーター値は歩行当たりの健側比（右後肢/左後肢×100）（％）の平均を算出した。各種パラメーターのうち、Von Freyテストと相関関係を持つといわれ、接地圧力とも表現できる①MaxContactMaxIntensityと足跡のトータル接地時間を示す②Standの２項目に注目し、各時点における群間比較を行った。結果、この２項目のどの時点においても２群間に統計的有意な差はみられなかった。昨年までの結果と本年度の結果より膝関節荷重時痛の発生機序には、Piezo1チャネルではなくTRPV4が関与することが示唆された。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

これまでの行動学的実験により膝関節荷重時痛の発生機序には機械受容チャネルとして知られるPiezo1チャネルではなくTRPV4の活性化が関与する可能性が示唆されている。しかしながら現時点でTRPV4の活性化が関与することを示すデータに統計学的有意差を確認できていないものがあり、追加実験の必要性があることから進歩状況はやや遅れていると考える。

Strategy for Future Research Activity

引き続き研究計画に従い、電気生理学的実験を用いて膝関節におけるTRPV4の活性化が荷重時痛の発生を誘発するか検討する。また行動学的実験にて変形性膝関節症モデルラットにおいてPiezo1チャネルのアンタゴニストの関節注入が疼痛の軽減をもたらさないことを確認実験として行う。

Causes of Carryover

学会参加を予定していたがコロナ禍により、参加を見合わせた為。次年度請求分においては、追加実験に伴う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費用として使用を予定している。