2019 Fiscal Year Research-status Report
Mechanisms of exercise-induced hypoalgesia
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18K10719
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| Research Institution | Wakayama Medical University |
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Principal Investigator |
上 勝也 和歌山県立医科大学, 医学部, 博士研究員 (20204612)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
仙波 恵美子 和歌山県立医科大学, 医学部, 名誉教授 (00135691)
田島 文博 和歌山県立医科大学, 医学部, 教授 (00227076)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 運動による疼痛抑制 / 自発運動 / 中脳・大脳皮質・辺縁系 / 内側前頭前野 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
運動による疼痛抑制（exercise-induced hypoalgesia: EIH）の脳メカニズムの解明を目的として遂行している本研究課題において、私達は坐骨神経部分損傷(PSL)による神経障害性疼痛(NPP)モデルマウスに自発運動(VE)を行わせ、mesocortico-limbic systemを構成する神経核の応答に焦点を当て検討を続けている。
本年度の研究成果は、まず①PSL-Runnerマウスの機械的アロディニアと熱痛覚過敏は、PSL-Sedentaryマウスと比較して有意に改善され、さらに②von FreyとPlantarテストの疼痛閾値とPSL後の総走行距離との間には、有意な正の相関関係が認められた。このことは神経損傷後の活発な身体活動が、EIH効果の出現に重要な役割を担うことを示している。
次に内側前頭前野(mPFC)をPLとILに分けて、EIHに及ぼす影響について検討したところ、①PSLはPLとILにおける活性化parvalbumin陽性GABAニューロンの割合を高めたが、VEはこれを抑制した。②活性化EAAC1陽性Gluニューロンの割合は、PLではNPPとVEとで著しい違いを示さなかったが、ILではNPPで減少し、VEにより増加した。③NAcにRetrobeads Redを注入したマウスのVEは、NAcに投射するIL/PL-Gluニューロンを活性化し、これはIL-Gluニューロンで顕著であった。さらにILにおける活性化Gluニューロンは、PSLでは内側部に多く、VEでは全体に広く分布することがわかった。
以上、本年度はVEに伴うmPFCでのフィードフォワード抑制の脱抑制を介したGluニューロンの活性化が、NAc-GABAニューロンを活性化することに加えて、下行性疼痛抑制も活性化することでEIH効果の出現に関与するという興味深い成果を得ることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度(2019年度)は、昨年度（2018年度）に発表した原著論文（Kami, Tajim、Senba. Sci Rep.,2018）や3編の総説の影響により、第41回日本疼痛学会・公募シンポジウム「炎症・ストレス・運動と脳‐末梢・相互関連修飾」において、私達の最近の研究成果「上勝也、仙波恵美子：運動による疼痛抑制とmesocortico-limbic system」を発表する機会が与えられ、さらに同学会において発表した私達の演題「上 勝也、仙波恵美子：Exercise-induced hypoalgesiaにおける内側前頭前野の役割」が最優秀演題賞を受賞するという幸運に恵まれた。また本年度も3編の総説、「①上勝也、田島文博、仙波恵美子：運動による疼痛抑制（exercise-induced hypoalgesia）の脳メカニズム：mesocortico-limbic systemの役割、日本運動器疼痛学会誌、②上勝也、田島文博、仙波恵美子：運動が鎮痛に働く脳メカニズム-mesocortico-limbic systemの役割-. 臨床化学、③上勝也、田島文博、仙波恵美子, 痛みの認知・情動に関わる脳領域と痛みの慢性化にメカニズム.ペインクリニック」を公表できたことは、私達の研究が多くの疼痛医療従事者や疼痛研究者に注目されていることを示している。
現在は、2019年度に得られた研究データに基づく原著論文（EIHと扁桃体との関係）の執筆を進めており、これは2020年度早々に投稿が可能となることも本研究課題が順調に進展している証であると言える。このようにmesocortico-limbic systemに焦点を当てたEIH効果の脳メカニズムの解明は、疼痛学分野における重要課題の一つであると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究の推進方策として、上記「現在までの進捗状況」でも述べたように、EIHと扁桃体との関係を検討した原著論文の2020年度早々の投稿を積極的・優先的に進めたい。また、この研究をとおして、EIHには扁桃体機能の改善を介した運動に対する恐怖記憶の消去が重要な役割を担うことがわかったので、現在は坐骨神経部分損傷に伴う恐怖記憶が、自発運動を行っているマウス群において素早く消去されるかどうかを調べており、これに関する興味深い実験結果が最近得らた。さらに恐怖記憶に重要な役割を演じる脳領域の一つである腹側海馬に焦点を当てた研究も現在、活発に進めているところである。腹側海馬とEIH効果との関係については、恐怖条件付けと恐怖消去テスト、自発運動、疼痛評価、免疫組織化学染色、逆行性トレーサーと免疫染色とのコンビネーションなどの手法を駆使して明らかにすることを予定している。
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| Causes of Carryover |
2019年度に予定していた第125回日本解剖学会での発表を諸般の事情により中止したため、次年度使用額が生じた。次年度研究費の使用計画としては、試薬やマウスなどの研究消耗品費、学会旅費、英文校正費や論文掲載費等を予定している。
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