2020 Fiscal Year Research-status Report
Mechanisms of exercise-induced hypoalgesia
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18K10719
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| Research Institution | Takarazuka University of Medical and Health Care |
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Principal Investigator |
上 勝也 宝塚医療大学, 和歌山保健医療学部, 教授 (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 – 2022-03-31
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| Keywords | 運動による疼痛抑制 / 恐怖記憶 / 辺縁系 / 扁桃体 / 内側前頭前野 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の目的は、運動が慢性痛を抑制する(exercise-induced hypoalgesia: EIH)脳メカニズムを明らかにすることである。昨年度（2019年度）の実施状況報告書における「今後の研究の推進方策等」でも述べたように、本年度(2020年度)はまず、EIH効果に及ぼす扁桃体(Amyg)の役割を検討したデータを論文にまとめ、これらを痛みの国際誌に公表することができた(Kami K, Tajima F, Senba E. Mol Pain, 2020）。この論文では自発運動(VE)に伴うAmyg機能の改善を介した恐怖記憶の消去が、EIH効果の発現に重要な役割を担うことが示唆された。そこでこれらの結果を踏まえて次に私達は、EIH効果に及ぼす恐怖記憶の影響について明らかにすることに取り組んだ。恐怖の文脈化、条件付け、消去に影響を及ぼす腹側海馬(vHC)-CA1領域では、神経障害性疼痛(NPP)に伴い高まったグルタメート(Glu)ニューロンの活性化がVEにより抑制され、さらにVEはCA1領域に局在して錐体細胞を抑制するparvalbumin陽性GABA介在ニューロンの活性化を高めることが分かった。PSL-Sedentaryマウスの扁桃体基底外側核(BLA)にRetroBeads Red(RBR)を注入すると、vHC-CA1領域には多くのFosB陽性RBR陽性ニューロンが観察された。NPPモデルマウスの文脈性恐怖記憶の消去がVEにより促進されるかどうかを調べたところ、PSL-RunnerではPSL-Sedentaryと比較してFreezing時間の著しい短縮を認めた。以上本年度は、EIH効果にはVEに伴う文脈性恐怖記憶の消去が重要な役割を担うとともに、これにはvHC-BLA経路の抑制が関与することを示唆する非常に興味深い研究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
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本年度(2020年度)は私達の最近の研究成果を３つの招待講演（①第13回日本運動器疼痛学会・特別講演、②第126回日本解剖学会総会 全国学術集会/第98回日本生理学会大会 合同大会・公募シンポジウム、③第72回日本自律神経学会総会・教育講演）において発表する機会を得たことに加え、第13回日本運動器疼痛学会では私達が発表した一般演題（自発運動による腹側海馬ニューロンの抑制はexercise-induced hypoalgesiaに関与する）が最優秀ポスター賞を受賞するという幸運にも恵まれた。また2020年度には、痛みの国際学術誌に１編の原著論文（Kami K, Tajima F, Senba E, Mol Pain, 2020）と６編の総説（①上勝也,田島文博,仙波恵美子・Bone Joint Nerve第39巻；②上勝也,田島文博,仙波恵美子・Pain Research第35巻；③上勝也,田島文博,仙波恵美子・ペインクリニック第41巻；④上勝也,田島文博,仙波恵美子・整形・災害外科 第64巻；⑤仙波恵美子,上勝也・自律神経第58巻；⑥Senba E, Kami K・Ann Palliat Med Vol 9）を発表できたことは、私達の研究成果が国内外の多くの痛み研究者に注目されていることを示している。現在はおもに2019年度～2020年度に得られた内側前頭前野と文脈性恐怖条件付けに関する実験データの再現性の確認と追加実験を進めており、これらの結果は2021年度内に論文執筆・投稿が行えるように精力的に取り組んでいる。このように本研究課題は当初の計画以上に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は下記の２つのテーマに焦点を絞り研究を推進させたい。
1)第41回日本疼痛学会において最優秀演題賞を受賞した研究課題「Exercise-induced hypoalgesiaにおける内側前頭前野の役割」の追加実験がコロナ禍を含む諸般の事情により滞っている。この研究では内側前頭前野(mPFC)をPLとILに分けて、EIH効果に及ぼす影響について検討を加え、次の結果を得たものである。すなわち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はこれらを有意に抑制したこと、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では増加したこと、③側坐核(NAc)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こと、④IL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したことを明らかにした。今後の研究方策として2021年度は、VEがmPFCの抑制性介在性ニューロン(PV、NPY、SOM陽性)に及ぼす影響について検討した実験結果を加えて論文としてまとめたいと考えている。
2）「研究実績の概要」にも記載したように、EIH効果の発現にはVEに伴う文脈性恐怖記憶の消去が重要な役割を担っていること、そしてこれにはvHC-BLA経路の抑制が関与することを私達は明らかにした。次年度はこれらの実験結果にvHCにおける抑制性介在ニューロンや細胞増殖に関するデータを加えて論文に仕上げたいと考えている。
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| Causes of Carryover |
2020年度に予定していた日本神経科学会、日本疼痛学会、日本運動器疼痛学会、日本解剖学会はコロナ禍の影響によりWeb開催となったため、その旅費や宿泊費が余ったことで次年度使用額が生じた。2021年度におけるこれら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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