末梢神経系グリア細胞を標的とした痛みの慢性化メカニズムの解明

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K08988
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 奥田 洋明 金沢大学, 医学系, 准教授 (40453162)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 末梢神経系グリア細胞 / 疼痛

Outline of Annual Research Achievements

本申請課題では、慢性痛のマウスモデルを用いて、神経障害時における末梢神経系グリア細胞の活動と痛み関連行動の相関およびグリア細胞における遺伝子発現変化を解析することにより、神経障害から慢性痛への移行や維持の新たなメカニズムの解明を目指している。
本年度は、末梢神経系グリア細胞の疼痛への関与を検討するため、Gfapプロモーターの下流にCreを発現するマウスと薬理遺伝学的手法の一つであるdesigner receptors exclusively activated by designer drugs（DREADD）法を組み合わせて、末梢神経系グリア細胞を特異的に活性化もしくは抑制したときの疼痛関連行動の変化を解析した。Gfap-Creマウスの脊髄後根神経節（DRG）にCre存在下で遺伝子改変型ムスカリンM3受容体（hM3Dq）もしくは遺伝子改変型ムスカリンM4受容体（hM4Di）を発現させることが可能なアデノ随伴ウイルス（AAV）ベクターを微量注入することで、GFAP陽性の末梢神経系グリア細胞特異的にhM3DqもしくはhM4Diを発現させた遺伝子改変マウスを作製した。hM3Dqマウスにリガンドであるclozapine N-oxide (CNO)を腹腔内投与することにより、DRGにおけるGFAP陽性細胞を活性化させたところ、疼痛関連行動の誘発が認められた。また、hM4Diを発現しているマウスで脊髄神経損傷モデルを作製したのち、CNOを投与したところ、疼痛関連行動の減弱が認められた。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

Gfap-Creマウスの繁殖を行っていたが、途中で親マウスによる子マウスの食殺が頻繁に行われてしまい、実験に必要な頭数を用意することが出来なかった。現在、共同研究先より遺伝子改変マウスの精巣を譲ってもらうことにより、再樹立を試みている。

Strategy for Future Research Activity

次年度の予定としては、Gfap-Creマウスの繁殖が出来次第、DREADD法を組み合わせた行動実験の続きを行い、末梢神経系におけるGFAP陽性細胞の疼痛への関与を解析する。現在のところ、想定された結果は得られているが、統計解析に必要な例数をそろえる。
次のステップとして、GFAP陽性グリア細胞の同定を行う。様々な末梢神経系グリア細胞のマーカーを用いて免疫染色を行うことにより、GFAP陽性グリア細胞の特徴の解析や他の細胞マーカーを同定する。また、同時に感覚神経の活動をｃ-Fosの発現を指標として評価する。
次にGFAP陽性末梢神経系グリア細胞の活性化もしくは抑制が感覚神経の活動にどのような影響を与えているのか、その作用機序の検討をマイクロアレイなどの包括的な遺伝子発現の解析を行うことにより推定する。CNO投与前後にてセルソーターを用いてGFAP陽性末梢神経系グリア細胞を採取し、マイクロアレイを行う予定である。

Causes of Carryover

Gfap-Creマウスの繁殖を行っていたが、途中で親マウスによる子マウスの食殺が頻繁に行われてしまい、実験に必要な頭数を用意することが出来なかった。現在、共同研究先より遺伝子改変マウスの精巣を譲ってもらうことにより、再樹立を試みている。そのため計画が遅れているため次年度使用額が発生した。