ドーパミン作動神経下行性疼痛抑制系は運動療法による鎮痛機序に寄与するか

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K09466
• Research Institution: Wakayama Medical University
• Principal Investigator: 谷口 亘 和歌山県立医科大学, 医学部, 客員研究員 (20453194)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山中 学 和歌山県立医科大学, 医学部, 助教 (30597084) ; 西尾 尚子 和歌山県立医科大学, 医学部, 特別研究員 (40648359)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ドーパミン / 運動療法 / 脊髄後角 / パッチクランプ法

Outline of Annual Research Achievements

慢性疼痛患者に対する運動療法による鎮痛（Excise-induced hypoalgesia: EIH）のメカニズムに関して、未だ不明な点が多い。本研究ではEIHのメカニズムには脳内メカニズムのみならず、視床下部A11から脊髄後角細胞に投射しているドーパミン作動神経系による下行性疼痛抑制系が関連してるという仮説のもと、脊髄後角細胞にターゲットに解析を行った。神経障害性疼痛モデルとしてSpared nerve injury (SNI)モデルを導入し、このモデル処置を行ったラット群にランホイールを用いた自由運動が出来る環境下での飼育を行った。このラット群から摘出作成した脊髄スライスにホールセルパッチクランプ法を適用した。記録膜電位を-70mVに固定し、脊髄後角ニューロンから各ドーパミン受容体作動薬による膜電位の変化を解析した。その結果、ドーパミンによる細胞膜の過分極をしめす細胞は記録細胞中28.6%で平均12.8pA、 脱分極を示したのは42.9％で平均-13.2pAであった。D2受容体選択的作動薬であるQuinpiloleでは過分極を示す細胞は25％で平均27.3pA、脱分極を示したのは37.5％で平均-42.4pAであった。。一方、D1受容体選択的作動薬であるSKF38393では過分極を示す細胞は12.5％で平均5.4pA、脱分極を示したのは87.5％で平均-11.5pAであった.

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

申請時の記載の実験計画書に従い、神経障害性疼痛モデルラットに自発運動を行わせたラット群の脊髄スライスからパッチクランプ法を用いた実験および解析を現在進めている。進捗状況は順調に進んではいるが、データ解析した結果は当初想定していた仮説と矛盾する部分が生じてきており、実験のやり直しあるいはn数の増加のための追加実験が必要か検討している。

Strategy for Future Research Activity

当初の研究計画に沿って、2021年の未完研究を早期に遂行したうえで、2022年度分に関しても予定した実験を同時並行で完了して、研究を遂行する予定である。具体的には、SNIモデルラットに運動を行わせたラット群と運動をさせなかった非運動群とでパッチクランプ法にてデータを蓄積し、膜電位の変化、興奮性シナプス後電流の頻度・振幅の平均を比較する。また、ドーパミンサブ受容体関連の作動薬、拮抗薬の脊髄への投与でのそれぞれの変化についてもさらに検討する。さらにSNIモデルラット作成時にD2-like受容体の拮抗薬を腹腔内投与あるいは脊髄内投与した影響下での解析も終了する予定にしている。

Causes of Carryover

研究計画と実際の進捗状況に誤差が生じたため、支出されなかった金額が生じた。次年度の請求した助成金とあわせ、研究計画に従い、必要な研究機器や動物・試薬等の消耗品に使用する予定。また研究成果に応じて、国内外での学会等で研究成果を発表・発信する