Elucidation of the role of CGRP in migraine pathophysiology and application of oligonucleotide therapeutics to migraine treatment

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K07849
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 柴田 護 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (60286466)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 片頭痛 / 三叉神経 / CGRP / 感作 / 光過敏 / 活動性低下 / 生活の質 / 核酸医薬

Outline of Annual Research Achievements

マウス大脳皮質に皮質拡延性抑制 (cortical spreading depression: CSD)を誘発することで片頭痛モデルを作成した。本マウスが三叉神経領域に感作を呈していることを、我々が独自に開発した熱疼痛閾値測定法(Kayama et al. Cephalalgia 2018;38:833-845.)によって明らかにした。感作誘導の時間経過としてはCSD誘発3時間後から明らかになり、24時間後に最大に達し、48時間以降は正常に復した。CSDによる感作発現に対してCGRP受容体拮抗薬であるolcegepantの効果を検討した。用量依存性を検討するため0.25 mg/kgおよび1 mg/kgを腹腔内投与したところ、用量依存的に感作誘導は抑制された。片頭痛では頭痛の随伴症状として光過敏が認められ、患者のQOLを大きく阻害する (Noseda et al. Pain 2013;154:S44-53.)。我々はCSD誘発24時間後に光過敏が生じていることをLight/Dark boxを用いて実証しし、olcegepantによって用量依存性に抑制されることを確認した。片頭痛患者では発作中のみならず発作間欠期においても運動量低下が認められ、生活機能低下に寄与していると示唆されている (Tulen et al. Pain 2000;86:139-149.)。我々は赤外線トラッキングシステムを用いて明暗所でのマウスの活動性を連続的かつ定量的に記録し、CSD後に低下が認められることを見出した。さらに、この活動性低下もolcegepantによって用量依存的に抑制された。以上のことから、片頭痛によって引き起こされる三叉神経系感作、光過敏、活動性低下の発現にCGRPが関与することが本年度の研究によって明らかになったといえる。現在、これらの結果をまとた論文を準備中である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

以上述べたように、マウスCSD片頭痛モデルにおいて実際の片頭痛患者でも認められる光過敏と活動性低下という異常所見を見出した。これは今まで報告されたことがない新知見である。また、これらの現象にCGRPが関与することも明らかにしたため、本研究の最終目標であるCGRPを標的にした核酸医薬による片頭痛治療法開発の意義を再確認できたといえる。

Strategy for Future Research Activity

本研究の目的は次の3点である。①マウス片頭痛モデルを用いてCGRPが病態において果たす役割を検討する。②同モデルでのCGRP発現をmRNAおよび前駆体タンパク質/ペプチドレベルで解析する。③アンチセンスオリゴヌクレオチド(以下アンチセンス)によるCGRP mRNA発現抑制が片頭痛モデルに与える影響を検討する。
前述のように、①に関しては1年目にほぼ完了したといえる。
今後は、CGRPの発現を三叉神経節および視床下部正中隆起近傍や大脳皮質といった中枢神経系において前駆体タンパク質/ペプチドおよびmRNAレベルでCGRP発現を検討する。すでにolcegepantによるCGRP受容体阻害薬がCSD片頭痛モデルにおける三叉神経系感作、光過敏、活動性低下の抑制に有効であることが確認しているが、mRNAレベルの発現上昇が確認された場合は、CGRP mRNAのアンチセンス投与の病態改善効果も評価していく。

Causes of Carryover

2019年度に施行する実験の一部が2020年度に延期となり、一部の支出が2020年度中に繰り越されたため。繰り越された資金は、2020年度においてin situ hybridization、qRT-PCR、免疫染色が計画されているため、それに必要な試薬代やマウスの購入費に使用する予定である。