神経障害性痛における脊髄―大脳皮質神経活動連関とグリア細胞活性化制御の影響

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K17807
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 番場 景子 新潟大学, 医歯学総合病院, 助教 (60790871)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: フラビン蛋白蛍光イメージング法 / 神経障害性疼痛 / SNI / ミクログリア / アストロサイト

Outline of Annual Research Achievements

当研究室固有のフラビン蛋白蛍光イメージング法(AFI)ではミトコンドリアの電子伝達系の一員である内因性蛋白の性質を利用し、in vivoでの神経活動を低侵襲かつ容易に可視化することができる。本研究では、神経障害性疼痛の発症とS1や脊髄後角の神経可塑性変化におけるTNF-α、IL-βなどの炎症性サイトカインやグリア細胞の関連性について、AFIを用いたin vivoでの大脳皮質一次体性感覚野及び脊髄後角の神経活動を評価し、明らかにすることを目的とした。SNIモデルマウスを作成し、大脳皮質一次体性感覚野及び、脊髄後角においてフラビン蛋白蛍光イメージングを用いて神経活動を測定した結果、大脳皮質一次体性感覚野では経時的に神経活動が増強したが、脊髄では神経活動の減弱を認める結果となった。脊髄における抑制性ニューロンの喪失により興奮性ニューロンが優位となり下行性抑制系の抑制（脱抑制）及び相対的に上行性伝達経路の活動が亢進し、痛み刺激として大脳の神経活動を亢進させ、神経障害性疼痛を発症するのではないかと仮説を立て、脊髄と大脳皮質一次体性感覚野における抑制性ニューロン(Pax2)と神経細胞（NeuN）の経時的変化を免疫組織学的に検討した。脊髄ではNeu-Nは変化せず、Pax2は増加、興奮性ニューロン（Neu-NからPax2を除外したもの）は減少傾向を示し、興奮性ニューロンの変化がAFIの結果と相関する可能性があることが示された。大脳皮質一次体性感覚野ではNeu-N及びPax2は増加傾向で興奮性ニューロンは変化がなく、AFIの神経活動亢進は抑制性ニューロン活性亢進を反映している可能性が示唆された。以上から末梢神経損傷後のAFI及び免疫組織学的な変化と痛みに対する行動学的な変化は経時的には必ずしも一致せず、神経活動の変化は神経可塑性の変化の結果であって、痛みを直接反映するものではないと考えた。