三叉神経（痛覚特異的ニューロン群）のATPを介した炎症性疼痛の解明

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K17179
• Research Institution: Kanagawa Dental College
• Principal Investigator: 黒田 英孝 神奈川歯科大学, 大学院歯学研究科, 講師 (90755018)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 三叉神経 / 1次ニューロン / ATP受容体 / P2X7受容体 / ラット

Outline of Annual Research Achievements

痛みを伴う病態の多くは，炎症性疼痛に代表される侵害受容性疼痛である。その発生や調節機構の一つとして，ATPを介した細胞内・細胞間コミュニケーションが示唆されている．一次求心性神経（特に三叉神経系）におけるこれらの放出路やその分子実体についての詳細は未だ不明であり，ATPがどのような細胞間シグナル，また膜輸送機構を経て細胞外に放出されるかについては，結論付けられていない．本研究は，三叉神経系におけるATP受容体を介したこれらの細胞内・細胞間コミュニケーションの詳細について網羅的に検索することで，ATPを介した侵害受容機構を明らかにし，炎症性疼痛のメカニズムを解明することである．
炎症や細胞障害が起こると，細胞内から細胞外へATPが漏出される．この細胞外ATP（ [ATP]o ）は，細胞膜上に存在するATP受容体に結合する．ATP受容体にはイオンチャネル型であるP2X受容体と，Gタンパク共役型であるP2Y受容体に大別され，P2X受容体はさらに，1 - 7のサブタイプに細分される．なかでもP2X7受容体は高濃度 [ATP]oにより活性化することが知られている．
本研究において、高濃度 [ATP]oやBz-ATPに対して二相性内向き電流を示したことから，ラット三叉神経節細胞にはP2X7受容体が機能的発現を示すことが示唆された．Bz-ATP誘発性二相性内向き電流における2nd componentをPanx-1チャネル阻害薬とATP分解酵素が抑制したことから，三叉神経節細胞におけるP2X7受容体は、高濃度[ATP]oによってPanx-1チャネルを介したautocrineを示し，炎症や細胞障害の発生や調節に関与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

本研究は三叉神経におけるATPを介した細胞内もしくは細胞間コミュニケーションを明らかにすることで、炎症性疼痛のメカニズムを解明することである。本研究はこれまでに、三叉神経節細胞におけるP2X7受容体の自己調節機構を明らかにした。

Strategy for Future Research Activity

本研究は三叉神経におけるATPを介した細胞内もしくは細胞間コミュニケーションを明らかにすることで、炎症性疼痛のメカニズムを解明することである。本研究はこれまでに、三叉神経節細胞におけるP2X7受容体の自己調節機構を明らかにした。今後は、この自己調節機構のさらなる解明と、P2X7受容体活性化のトリガーとなる要因について検索を進める予定である。

Causes of Carryover

研究所属機関の変更により、支出内容に変更が生じたため。

Research Products

• [Journal Article] 上下顎骨切り術後に生じた嗄声に対してGRBAS尺度と最長発声持続時間を用いた評価が有用であった症例. (2019)
  • Author(s): 前原彩香, 黒田英孝, 伊藤佳菜, 飯嶋和斗, 冨田智子, 松浦信幸, 一戸達也
  • Journal Title: 歯科麻酔学会雑誌 Volume: 47 Pages: 10-12
  • DOI: https://doi.org/10.24569/jjdsa.47.1_10
  • Peer Reviewed
• [Presentation] P2X7 receptor-pannexin-1 channel interaction in rat trigeminal ganglion neuron. (2019)
  • Author(s): Inoue H, Kuroda H, Ishikawa N, Ohyama S, Higashikawa A, Kimura M, Yamamoto H, Shibukawa Y, Ichinohe T.
  • Organizer: The 9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies Congress
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Intracellular cAMP induces Ca2+ influx in odontoblasts. (2019)
  • Author(s): Kimura M, Higashikawa A, Ohyama S, Ofusa W, Shimada M, Kuroda H, Mochizuki H, Ando M, Kono K, Shibukawa Y.
  • Organizer: The 9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies Congress
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Direct mechanical stimulation evoked Gd3+-sensitive inward current in trigeminal ganglion neurons. (2019)
  • Author(s): Higashikawa A, Kimura M, Shimada M, Kuroda H, Ofusa W, Ohyama S, Ando M, Kono K, Mochizuki H, Shibukawa Y.
  • Organizer: The 9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies Congress
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 三叉神経節ニューロンにおけるP2X7受容体-パネキシンチャネルカップリング. (2018)
  • Author(s): 井上博之, 黒田英孝, 大山定男, 大房航, 永井佐代子, 鎌田聡仁, 東川明日香, 木村麻記, 澁川義幸. 一戸達也.
  • Organizer: 第60回歯科基礎医学会学術大会
• [Presentation] 象牙芽細胞においてGsタンパク質共役型受容体活性化は細胞内cAMPレベルを増加する. (2018)
  • Author(s): 木村麻記, 東川明日香, 大山定男, 大房航, 隝田みゆき, 黒田英孝, 望月浩幸, 安藤正之, 河野恭佑, 澁川義幸.
  • Organizer: 第60回歯科基礎医学会学術大会
• [Presentation] 象牙質痛は象牙芽細胞と歯髄ニューロンの神経性伝達で生じる. (2018)
  • Author(s): 大山定男, 人見涼露, 東川明日香, 大房航, 望月浩幸, 安藤正之, 河野恭佑, 黒田英孝, 木村麻記, 小野堅太郎, 渋川義幸.
  • Organizer: 第60回歯科基礎医学会学術大会
• [Presentation] Electrophysiological properties of P2X7 receptor in neurons derived from rat trigeminal ganglion. (2018)
  • Author(s): Inoue H, Kuroda H, Higashikawa A, Matsuura N, Ichinohe T.
  • Organizer: International Federation of Dental Anesthesiology Societies 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] P2X7 receptor activation induces ATP release via pannexin channel in rat trigeminal ganglion neurons. (2018)
  • Author(s): 井上博之, 黒田英孝, 大山定男, 大房航, 東川明日香, 木村麻記, 澁川義幸, 一戸達也.
  • Organizer: 第66回国際歯科研究学会日本部会総会・学術大会
• [Presentation] 三叉神経節ニューロンの機械刺激誘発性細胞間コミュニケーション三叉神経. (2018)
  • Author(s): 矢﨑龍彦, 黒田英孝, 大山定男, 井上博之, 大房航, 永井佐代子, 鎌田聡仁, 石﨑元樹, 松永真由美, 北山えり, 東川明日香, 木村麻記, 澁川義幸, 一戸達也.
  • Organizer: 第12回三叉神経領域の感覚－運動統合機構研究会
• [Presentation] ラット三叉神経節細胞におけるBz-ATP誘発性二相性内向き電流の生物物理学・薬理学的解析. (2018)
  • Author(s): 井上博之, 黒田英孝, 石川昂, 大山定男, 大房航, 永井佐代子, 鎌田聡仁, 石﨑元樹, 松永真由美, 矢﨑龍彦, 北山えり, 東川明日香, 木村麻記, 澁川義幸, 一戸達也.
  • Organizer: 第12回三叉神経領域の感覚－運動統合機構研究会
• [Remarks] 神奈川歯科大学 大学院歯学研究科 全身管理医歯学講座
  • URL: http://www.kdu.ac.jp/dental/outline/info/staff_grad_004.html