Role of N-type voltage-gated calcium channel in mechanisms of neuropathic pain after spinal cord injury

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K09272
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56020:Orthopedics-related
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: Ohashi Masayuki 新潟大学, 医歯学系, 准教授 (70706720)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 馬場 洋 新潟大学, 医歯学系, 教授 (00262436) ; 大橋 宣子 新潟大学, 医歯学総合病院, 助教 (70706712)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 脊髄損傷 / 疼痛 / 電位依存性カルシウムチャネル / パッチクランプ / コノトキシン / アロディニア / カルシウム

Outline of Final Research Achievements

We analyzed the role of N-type voltage-gated calcium channels (VGCC) in neuropathic pain (NP) after spinal cord injury (SCI) and the effects of N-type VGCC inhibitor on NP after SCI by behavioral, electrophysiological, and immunohistochemical experiments using SCI rats. In behavioral experiments, thresholds of NP were improved by administration of N-type VGCC inhibitors. In in vitro patch-clamp recordings, administration of N-type VGCC inhibitor decreased the frequency of miniature excitatory postsynaptic currents and inhibited monosynaptic EPSCs induced by A-delta and C fiber stimulation. In in vitro recordings, administration of N-type VGCC inhibitor decreased the frequency of action potential. Our results indicate that N-type VGCC inhibitors act on excitatory presynaptic terminals in the dorsal horn of the spinal cord and reduce NP after SCI.

Free Research Field

整形外科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

脊髄損傷は運動・感覚障害により生活の質を著しく低下させる重篤な病態である。脊髄損傷患者の55%は神経障害性疼痛を有しており、睡眠やリハビリへの参加、仕事への復帰という患者の意欲も低下させることで、脊髄損傷による運動麻痺とともに身体的・社会的・精神的機能障害を引き起こす。しかし、最も有効とされる薬物治療を行っても痛みが50%軽減する症例は3割程度にすぎないのが現状である。本研究で有用性が示唆されたN型VGCC阻害剤は、欧米において難治性疼痛に対してくも膜下投与で既に臨床使用されている薬剤であり、脊髄損傷モデルラットでの本研究結果は適応拡大による早期臨床応用に向けた基盤となることが期待される。