Effects of D-body serine on spinal dorsal horn neuron modulation associated with neuropathic pain

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K09004
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 55050:Anesthesiology-related
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: Ito Kenji 東海大学, 医学部, 教授 (10317779)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉川 正信 東海大学, 医学部, 准教授 (90276791)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 疼痛 / 脊髄 / 興奮性アミノ酸 / Dセリン / グルタミン酸

Outline of Final Research Achievements

Using an animal model of pain, we conducted an analysis (neurochemical analysis) of the amounts of excitatory amino acids L-glutamic acid and D-serine in the spinal cord after pain stimulation. In the first phase (0-5 min) after formalin administration, L-glutamic acid in the intercellular spaces of the dorsal horn of the spinal cord increased significantly compared to that before stimulation. On the other hand, L-glutamate was significantly increased in the early phase 2 (10-50 min post-stimulation), but decreased gradually after 50 min to the same level as that before stimulation at 75 min. On the other hand, D-serine did not change during phase 1 (0-5 min), but increased significantly during phase 2 (30-50 min post-stimulation) when L-glutamate gradually decreased, and increased significantly after 50 min compared to pre-stimulation.

Free Research Field

麻酔科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

申請者のグループは生理的な個体レベルではDセリンは神経細胞により生成されるが、生理的状態から逸脱した場合アストロサイトによりDセリンが生成されることを明らかにした。本研究により疼痛の発症時にはNMDA受容体アゴニストのLグルタミン酸遊離量が増加し、維持期にはDセリン遊離量が増加することが示された。以上の先行研究などから、神経障害性疼痛の維持期における脊髄後角で活性化アストロサイト由来DセリンがNMDA受容体機能を亢進し、脊髄後角ニューロンを過敏化し、アロディニアや痛覚過敏などの病的な疼痛維持メカニズムの一因となっているとの仮説に至離、新規疼痛治療法の開発に寄与できるものと考える。