難治性疼痛治療薬，血小板活性化因子合成酵素阻害薬の疼痛治療戦略と歯科領域への応用

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K10110
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 本山 直世 広島大学, 医系科学研究科(歯), 専門研究員 (70509661)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 土肥 敏博 広島文化学園大学, 看護学部, 教授 (00034182) ; 森田 克也 人間環境大学, 松山看護学部, 教授 (10116684) ; 讃井 真理 人間環境大学, 松山看護学部, 教授 (20412330) ; 土屋 志津 広島大学, 医系科学研究科(歯), 助教 (60610053) ; 酒井 規雄 広島大学, 医系科学研究科(医), 教授 (70263407)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 血小板活性化因子（PAF） / 誘導型PAF合成酵素 (LPCAT2) / LPCAT2阻害薬 / 難治性疼痛 / 疼痛の発症と維持 / 新規鎮痛薬の開発

Outline of Annual Research Achievements

令和2年度までに，誘導型血小板活性化因子（PAF）合成酵素LPCAT2を介したPAF産生のpositive feedback loopが疼痛の発症と難治化（維持）機構に寄与し，このloopを断ち切ることで疼痛の難治化を防止できる可能性を示してきた．
本年度はさらに詳細な検討を加えた．神経障害性，慢性炎症性，がん性，抗がん薬誘発神経障害性疼痛等の原因の異なる様々な疼痛モデルで，脊髄LPCAT2ノックダウン（KD）・阻害薬（TSI-01）全身投与では疼痛関連行動は消失するのに対し，PAF受容体KDや阻害薬（TCV-309）の作用は一過性であった．しかし，長期間のPAF受容体KDおよびTCV-309連続頻回投与により疼痛関連行動は消失したことから，PAF受容体の長期間の阻害やKDによってもLPCAT2誘導が阻止できる可能性を示した．加えて，これらが先行除痛に有益な処置となるエビデンスを得た．
新生児マウス脊髄から単離培養したアストロサイトに発現するPAF及びTLR-4，TLR-7，ATP-P2X受容体を特異的アゴニストで刺激後，脊髄移植することにより，LPCAT2/PAF系を介した持続性疼痛が惹起され，LPCAT2発現誘導のターゲットとしてアストロサイトの関与が示唆された．
LPCAT2/PAF系が関与する難治性疼痛は以下に示す3つのコンポーネント，①PAF受容体刺激による急峻で一過性の疼痛誘発，②PAF受容体刺激によるLPCAT2の活性化・発現誘導によるBDNF/TrkB系を介したKCC2の機能阻害・発現抑制に基づく抑制神経系の脱抑制による疼痛感作，③LPCAT2を介して持続的に産生されたPAFが脱抑制から回復以降の疼痛の維持（難治化）に関与する，から構成されることを示した．更に，LPCAT2/PAF/KCC2系を介した抑制性神経の脱抑制は疼痛の維持に関連しないことも明らかにした．

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

令和3年度までに，LPCAT2の誘導・活性化を介したPAF産生のpositive feedback loopによる持続したPAF産生亢進が原因の異なる様々な疼痛の発症と維持（難治化）に寄与するとの作業仮説．および，このfeedback loopを断ち切る処置で疼痛の難治化の防止・予防が可能という新しい治療戦略の妥当性を示すに至った．現在，様々な受容体刺激によるLPCAT2の活性化および発現誘導のメカニズムの探索を行っているところである．加えて，COVID-19感染予防の観点から長期間の研究自粛が余儀なくされたため，補助事業期間を1年間延長した．令和3年度実施計画であった，LPCAT2の発現動態や活性化動態等を詳細に検討することができていない．次年度，より直接的なエビデンスを集積し，「難治性疼痛からの解放」にむけた新しい画期的な治療戦略の構築を目指す．

Strategy for Future Research Activity

令和４年度は，前年度に実施した研究を引き続き進めるとともに，難治性疼痛の発症と維持におけるLPCAT2/PAFの役割についての分子・細胞生物学的，行動薬理学的に解明する．具体的には，①TSI-01，TCV-309投与，および脊髄LPCAT2，PAF受容体ノックダウンによるPAF i.t.投与及び神経障害後のステージ毎のLPCAT2のリン酸化および発現動態と鎮痛効果の詳細な検証．②LPCAT2遺伝子の発現制御機構の解明等．脊髄でのPAF産生のpositive feedback loopの形成が疼痛の難治化に寄与することを明確にする．
PAF-induced allodynia発現に対するミクログリア阻害薬やミクログリア枯渇薬，アストロサイト阻害薬の有効性からLPCAT2活性化の担当細胞を明らかにする．
LPCAT2阻害薬の実験動物の一般症状に及ぼす影響について，一般状態（血圧，呼吸，心機能，繁殖等）及び行動に及ぼす影響について詳細に検討する．行動については行動的側面，神経学的側面，自律神経性側面，および情動の変容等，多角的に検証する．
以上の検討から，難治性疼痛の画期的な疼痛治療戦略を構築する．

Causes of Carryover

令和3年度までに，原因の異なった各種疼痛モデルおよびPAFを含む各種受容体刺激薬の脊髄腔内投与によるアロディニアに対するPCAT2およびPAF受容体ノックダウン，特異的阻害薬の詳細な検討などに時間を要し，LPCAT2誘導．活性化の機構解明のための研究やTSI-01の動物の一般症状に及ぼす影響についての研究を次年度に行うこととした．
種々の疼痛モデル動物でLPCAT2発現の時間的推移について明らかにするとともに，LPCAT2やPAF受容体のノックダウン，LPCAT2阻害薬，PAF受容体阻害薬処置後のLPCAT2発現動態について詳細に検証し，これらの処置でPAF産生のpositive feedback loopを断切ることができることを実証し，このPAF産生のloopが痛みの維持（難治化）に関係することを明確にする．LPCAT2発現誘導にミクログリアが関係する可能性について，ミクログリアの生存に必要なコロニー刺激因子１受容体の拮抗薬Pexidartinib, PLX5622の作用から検証する．LPCAT2阻害薬の臨床研究のステージに進む橋渡しとして，実験動物におけるTSI-01の一般症状（血圧，呼吸，心機能，繁殖など）および行動に及ぼす影響について多角的に検証する．
このため，LPCAT2 ELISA kit や，ミクログリア枯渇薬の購入，実験動物の購入・飼育費用として，次年度使用額1,217,101円を計上した．