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2019 Fiscal Year Research-status Report

Neural basis for inhibitory effects of exercises on enhanced nociception in the orofacial region under psychological stress conditions

Research Project

Project/Area Number 19K10353
Research InstitutionNiigata University

Principal Investigator

岡本 圭一郎  新潟大学, 医歯学系, 准教授 (50382338)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 黒瀬 雅之  新潟大学, 医歯学系, 助教 (40397162)
柿原 嘉人  新潟大学, 医歯学系, 助教 (40379938)
佐藤 努  新潟大学, 自然科学系, 准教授 (80334655)
高木 律男  新潟大学, 医歯学系, 教授 (20143795)
山村 健介  新潟大学, 医歯学系, 教授 (90272822)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords痛み / ストレス / 社会的敗北ストレス / 咬筋 / 侵害応答 / 三叉神経脊髄路核尾側亜核 / 大縫線核 / マウス
Outline of Annual Research Achievements

ストレスは不快情動を生成し、顎顔面部の痛みを増大させる。いずれも脳機能の変調を基盤とする。一方、社会生活を営む上で、ストレスは日常的な状態である。よってストレス誘発痛を軽減するためには、生活習慣レベルでのストレス管理が必要である。トレッドミルなどを用いた、エアロビックな全身運動は、その簡便さに加え、変調した脳機能の調整効果を持つことから、ストレス誘発痛の軽減に応用できる。本研究では、ストレスによる不快情動の生成を、ストレス誘発痛の脳内トリガーととらえる。そしてラットを用いたストレスモデルを用い、以下の2点を解明する。① 不快情動の生成中枢である報酬系の機能変調が、 痛みの脳内調節機構である下行性疼痛制御系に可塑的な変化をもたらし、痛みを増大させるメカニズム、② 変調した報酬系―下行性疼痛制御系に対し、トレッドミルを用いた運動療法の介入メカニズム、である。本課題は、運動療法が健康増進に有用である根拠を、歯科的なストレス誘発痛の脳メカニズムの解明を通じ、提示できる包括的な研究である。課題の初年度では、以下の進捗状況に記載するとおり、ストレス処置が顎顔面部の痛みの応答に与える影響、および運動療法がストレス誘発痛に与える影響の2点を、主に行動学的に検討した。さらにそれぞれのモデル動物の脳を採取し、ストレス誘発痛に対する運動療法の影響をサポートする分子機構の解明を目指した実験の準備をすすめている。また同時に、本課題では心理ストレスモデルとして社会的敗北ストレス処置を用いるが、過去のレポート同様、ウツ様行動の発現、および運動療法による抗うつ効果についても検討を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

1)社会的敗北ストレスモデル(10日間、10分/日)が咬筋の侵害応答に与える影響について行動学的手法で開始した。社会的敗北ストレスを開始した9日後、強制水泳(10分)を実施し、ウツ様行動を定量した。結果、社会的敗北ストレス処置を繰り返すと、(結果1)ウツ様行動(非水泳時間の延長)が延長していることが明らかになった。10日間のストレス処置を完了した24時間後、つまり 11日目、モデル動物の左側咬筋に2.5%ホルマリンを注射し、咬筋部の疼痛関連行動を定量した。するとストレス処置群では、行動時間が有意に延長することが明らかになった(結果2)。つまり本ストレスプロトコールは、咬筋の痛みを増大させることが示唆できた。
2)1)の結果より、次はトレッドミルを用いた運動(30分、6m/分)を、ストレス処置が完了した15分後、毎日、行い、上述1)にレポートした実験結果の1)と)2)を比較した。結果、結果3)トレッドミル運動はウツ様行動を軽減した(非水泳時間が短縮した)。そして結果2)とくらべ、運動群では、咬筋疼痛関連行動時間が有意に短縮した(結果4)。
以上の結果1-4)より社会的敗北ストレスが引き起こす咬筋痛は、適切な運動療法により軽減できることが明らかになった。

Strategy for Future Research Activity

1年目の研究によって、社会的敗北ストレス処置が、咬筋の侵害応答を上昇させることが、ラットだけでなくマウスでも確認できた。よって本年度を含め、今後は、ストレスによる痛み応答の上昇の基盤となる脳神経メカニズムを明らかにすることになる。現在まで、行動実験で利用したモデル動物の脳を摘出し、形態学的実験(免疫組織化学的実験)およびタンパク定量(ウエスタンブロット)による解析を進める準備が完了している。よって計画書にしたがい三叉神経脊髄路核尾側亜核および脳幹部(大縫線核)における、疼痛または心理ストレスに応答するタンパク分子の変動を定量する。

Causes of Carryover

実験技術の向上に伴い、消耗品の使用が予想より下回ったため。次年度の消耗品として使用する。

  • Research Products

    (8 results)

All 2020 2019 Other

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Inhibitory effects of fluoxetine, an antidepressant drug, on masseter muscle nociception at the trigeminal subnucleus caudalis and upper cerv2020

    • Author(s)
      Shiho Shimizu,Yosuke Nakatani,Masayuki Kurose,Hiroki Imbe,Nobuyuki Ikeda,Ritsuo Takagi,Kensuke Yamamura,Keiichiro
    • Journal Title

      Journal of Oral Science

      Volume: 62 Pages: 231-235

    • DOI

      10.2334/josnusd.19-0320

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Daily administration of Sake Lees (Sake Kasu) reduced psychophysical stress-induced hyperalgesia and Fos responses in the lumb2020

    • Author(s)
      Hatta A,Kurose M,Sullivan C,Okamoto K,Fujii N,Yamamura K,Meng ID
    • Journal Title

      Journal of neurophysiology

      Volume: 121 Pages: 2191-2201

    • DOI

      10.1152/jn.00126.2018

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Daily administration of Sake Lees (Sake Kasu) reduced psychophysical stress-induced hyperalgesia and Fos responses in the lumbar spinal dorsal horn evoked by noxious stimulation to the hindpaw in the rats2019

    • Author(s)
      Shimizu Shiho、Nakatani Yosuke、Kakihara Yoshito、Taiyoji Mayumi、Saeki Makio、Takagi Ritsuo、Yamamura Kensuke、Okamoto Keiichiro
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      Volume: 84 Pages: 159~170

    • DOI

      10.1080/09168451.2019.1662278

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Talking about Japanese Culture ~Is Sake the best of a hundred medicine? ~2020

    • Author(s)
      Keiichiro Okamoto
    • Organizer
      International Collabotrative Symposium on Development of Human Resources in Practical Oral Health and Treatment
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 酒粕エキスが象牙芽細胞様細胞の分化におよぼす影響2019

    • Author(s)
      K Okamoto,Y Kakihara,L Thant,A Washio,C Kitamura,K Yamamura,M Saeki
    • Organizer
      第61回歯科基礎医学会
  • [Presentation] Sake (Japanese Rice Wine) reduces Fos responses in the medullary dorsal horn under psychophysical stress conditions in the rats.2019

    • Author(s)
      Keiichiro Okamoto
    • Organizer
      Store Kro Club, Dunkeld, Scotland, UK.
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 顎顔面部への侵害刺激による吻側延髄腹内側部(RVM)の興奮性は繰り返しストレスによって変化する2019

    • Author(s)
      長谷川真奈,黒瀬雅之,岡本圭一郎,藤井規孝,山村健介
    • Organizer
      三叉神経系領域の感覚ー運動統合機構研究会
  • [Remarks] 新潟大学大学院医歯学総合研究科 口腔生理学分野

    • URL

      https://www.dent.niigata-u.ac.jp/physio/physio.html

URL: 

Published: 2021-01-27  

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