2020 Fiscal Year Research-status Report

A study on the roles of glial cells against inhibitory interneurons in neuropathic pain states

Research Project

Project/Area Number	19K10042
Research Institution	Hiroshima University
Principal Investigator	寺山隆司広島大学, 医系科学研究科(歯), 教授 (60333689)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	痛覚異常 / 神経損傷 / 収斂投射 / ミクログリア / 抑制性介在ニューロン / 脊髄後角
Outline of Annual Research Achievements	本研究課題では末梢神経損傷後の痛覚異常に中枢神経系ニューロンの興奮性の変化やグリア細胞の活性化がどのように関与しているのかを検討している。その中で特にグリア細胞の抑制性介在ニューロンに対する役割に注目している。昨年度までに脊髄神経系における神経損傷モデルを用いて、中枢2次ニューロンの興奮性の変化に2次ニューロン周囲のミクログリアやアストロサイトなどグリア細胞の活性化が関与していることを明らかにするとともにこれらの変化が痛覚異常の病態に関連していることを明らかにした。また、神経損傷後の痛覚異常に対するアデノシンA3レセプターアゴニストの効果を検討し、これが神経損傷後の中枢投射部位におけるミクログリアの活性化および異常な収斂投射を抑制することで痛覚異常の発症や程度を減少させることを明らかにした。これらの研究結果をもとに今年度は神経損傷後に興奮性（VGLUT1やPSD95）および抑制性シナプスマーカー（VGATやGephyrin）の動態を検討した。現在までのところ興奮性シナプスマーカーに関しての変化は見出していないが、抑制性シナプスマーカーのVGATが神経損傷後に損傷を受けた神経の投射部位に対応する脊髄後角でその発現が減少する傾向が明らかになりつつある。またミクログリアの活性化をミノサイクリン投与によって抑制することによって、神経障害性疼痛の発症が抑制されることが明らかにした。そしてこのミクログリアの活性化がVGATの発現を抑制する可能性があると考えられた。これらの研究成果は歯科基礎医学会で発表するとともに、これまでの研究成果をもとにInternational Journal of Neuroscienceにて総説を執筆投稿した。現在までのところミクログリアの活性化と抑制性介在ニューロンの機能に関して明確な成果は得られていないが、研究を継続し神経損傷後の痛覚異常の発症メカニズムの解明に役立つ知見が得られることを期待する。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本年度までに、神経損傷後のグリア細胞の活性化、薬剤投与のグリア細胞に対する効果、抑制性シナプスマーカーの発現変化を明らかにし、研究は進展してはいるが、グリア細胞の活性化の制性介在ニューロンの動態への直接的関与について研究成果を得ることが困難であったので想定以上には進展できなかった。
Strategy for Future Research Activity	神経障害性疼痛の治療においては、痛覚異常の発症を抑制するとともに、すでに発症し持続する痛覚異常を元の状態に戻すことが重要である。痛覚異常の発症には機能的収斂投射が関与しているものと考えられ、それには抑制性シナプスに対するグリア細胞由来の脱抑制効果が重要な役割を担っていると考えている。その効果をコントロールすることで痛覚異常の治療法の開発につながることを期待する。
Causes of Carryover	2020年度前半は動物実験室や共同研究室への立ち入りが制限されたことで予定通りの実験を遂行することが困難であった。2020年度に神経損傷後のミクログリアの活性化と抑制性シナプスマーカーの発現変化との関連性を検討し、その結果をもとに各種抑制剤の効果を検討する予定であったが、シナプスマーカーの分析結果が明確ではなかったため、次の実験に移行しなかったため未使用額が生じた。このため、分析結果を明らかにし、抑制剤の効果に関する実験を次年度に行うこととし、未使用額はその経費に充てることにしたい。