Elucidation of pain mechanisms mediated by mechanosensitive channel in knee osteoarthritis

2022 Fiscal Year Annual Research 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: 変形性膝関節症 / 荷重時痛 / 機械受容チャネル

Outline of Annual Research Achievements

高齢者に多い関節疾患である変形性膝関節症は、膝関節の変形や可動域制限などの症状も呈するが、歩行や階段昇降などの荷重時痛といった疼痛が主訴となることが多い。しかしながら変形性膝関節症の痛みの発生メカニズムに関して、分子レベルにおける詳細は未だ解明されていない。そこで本研究は、我々が以前報告した電気生理学的実験よりメカノセンサーの一部を担っている可能性を示したTransient Receptor Potential vanilloid 1 (TRPV1) 、機械受容チャネルとして知られる Transient Receptor Potential Vanilloid 4 (TRPV4) とPiezo1チャネルに着目し機械刺激による疼痛発症メカニズムの解明を目的とした。ノーマルラットの膝関節にTRPV4・Piezo1チャネルアゴニストを投与し痛みを発生させるか動物行動学的に自然歩行状態解析装置であるCatWalkを用いて検討した。またMonosodium iodoacetateの関節注入を行ったKnee OAモデルラット(MIAモデル) を使用し、TRPV1、TRPV4・Piezo1チャネルアンタゴニストを投与することで疼痛抑制効果を得られるか検討した。CatWalkのパラメーターの内、Max Contact Area、Swing Speed、MaxContactMaxIntensity、Stand に注目し、生理食塩水投与群と薬液投与群との比較検討した結果、TRPV1チャネル、TRPV4チャネルの活性化や抑制化は変形性膝関節症の機械刺激による疼痛発生機序になんらかの作用をもたらしている可能性が示唆された。