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2012 Fiscal Year Annual Research Report

神経障害性疼痛におけるグリア機能の解明

Research Project

Project/Area Number 23229008
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

井上 和秀  九州大学, 薬学研究科(研究院), 教授 (80124379)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 齊藤 秀俊  九州大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (90444794)
Project Period (FY) 2011-05-31 – 2016-03-31
Keywords神経障害性疼痛 / アストロサイト / ミクログリア / グリア神経相互作用 / 転写制御因子
Research Abstract

本年度は、アストロサイト特異的なSTAT3欠損マウスを作製するにあたりGFAP-Creを用いたCre/loxPシステムを利用することにした。レポーターマウスを用いた検討から、GFAP-Creマウスは無処置および神経損傷後いずれの時間帯においてもアストロサイト特異的にCreリコンビナーゼ活性を示すことが明らかとなった。このマウスを用いてアストロサイト特異的STAT3欠損マウスを作製し各種疼痛行動の解析を行ったところ、慢性炎症性疼痛や急性の侵害刺激に対する疼痛行動は野生型のマウスとアストロサイト特異的STAT3欠損マウスで有意な変化は見られなかった。一方で、末梢神経損傷後のアロディニアに関しては、野生型マウスに比べてアストロサイト特異的STAT3欠損マウスで損傷後10日目から有意な回復が見られ、さらに疼痛が元の閾値に回復するまでの期間が短縮していることが明らかとなった。以上の結果から、アストロサイトSTAT3シグナルは神経障害性疼痛への特に維持期への関与が示唆される。今後は、DNAマイクロアレイ解析を用いてアストロサイトSTAT3依存的に変化している因子を特定し、検討を進めていく予定である。脊髄内で発現増加するケモカインシグナル関連遺伝子としてケモカイン受容体CCR5と、そのリガンドとなるケモカインの数種の発現増加に着目し、発現増加をリアルタイムPCRで確認した。その中でケモカインの一つであるCCL3タンパク質をラットの髄腔内に投与したところ、一過性の強い痛み行動と共に、数日持続する痛み行動が観察された。また、CCL3タンパク質に対する中和抗体を髄腔内に前処置することで末梢神経障害後の疼痛形成を抑制することを見出した。今後、アストロサイトSTAT3シグナルとCCL3の関係性が注目される。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

アストロサイト特異的STAT3欠損マウスを利用することにより、我々のラットでの報告(Brain,2011)を支持するようにアストロサイトのSTAT3シグナルは末梢神経損傷後の特に維持期への関与が示唆された。即ちアストロサイトはマウスにおいて細胞分裂は起こしていないが、STAT3の活性化は誘導され、かつ神経障害性疼痛の関与が明らかになったことから細胞増殖以外にSTAT3シグナルを介した疼痛への関与が考えられる。今後、DNAマイクロアレイ解析を用いてSTAT3依存的に変化してくる因子を同定し、研究を進めていくことで、疼痛の特に慢性化メカニズムの解明に至る可能性があり非常に興味深いと考えられる。

Strategy for Future Research Activity

今年度の検討から、アストロサイト特異的STAT3欠損マウスの利用により、神経障害性疼痛におけるアストロサイトSTAT3シグナルの重要性が明らかとなった。今回用いたGFAP-Creマウスに関してレポーターマウスを用いた検討から、神経損傷後において脊髄後角の広範なアストロサイトでSTAT3の機能欠損が誘導されていることが示唆される。今後は、STAT3およびマイクロアレイ解析で厳選された候補分子の時系列変化や脊髄後角での発現細胞種およびその分布の解析を進め、Lamina各層のアストロサイトの役割解析へと研究を深化させる予定である。当初の研究計画では、Lamina各層をターゲットとしたCre遺伝子を組み込んだトランスジェニックマウスを作製し検討を進める予定であったが、Lamina特異的なプロモーターを組み込んだウイルスを作製し成体マウスに投与する手法の方が研究スピードも迅速かつ汎用性が高いと考えられるため、現在検討を開始している。この系が確立すればLamina各層アストロサイトのみならず、ミクログリアやニューロンをターゲットとした研究への適用も期待できると考えられる。

  • Research Products

    (46 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (13 results) (of which Peer Reviewed: 13 results) Presentation (32 results) (of which Invited: 8 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Preparation and characterization of a monoclonal antibody against the refolded and functional extracellular domain of rat P2X4 receptor.2013

    • Author(s)
      Igawa, T., Higashi, S., Abe, Y., Ohkuri, T., Tanaka, H., Morimoto, S., Yamashita, T., Tsuda, M., Inoue K., Ueda, T.
    • Journal Title

      Journal of Biochemistry,

      Volume: 153(3) Pages: 275-82

    • DOI

      doi: 10.1093/jb/mvs143.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] GKR6-deficient mice exhibit reduced recycling of senescent red blood cells and impaired apoptotic cell clearance causing autoimmunity.2013

    • Author(s)
      M. Nakaya, M. Tajima, H. Kosako, A. Hashimoto, M. Ohba, S. Komiya, N. Tani, M. Nishida, H. Taniguchi, Y. Sato, M. Matsumoto, M. Tsuda, K. Inoue, and H.Kurose.
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 2013;4 Pages: 1532

    • DOI

      doi: 10.1038/ncomms2540.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Purinergic receptors in microglia: Functional modal shifts of microglia mediated by P2 and P1 receptors.2013

    • Author(s)
      Koizumi S, Ohsawa K, Inoue K, *Kohsaka S.
    • Journal Title

      Glia

      Volume: 61(1) Pages: 47-54

    • DOI

      DOI: 10.1002/glia.22358

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Microglial regulation of neuropathic pain.2013

    • Author(s)
      Tsuda M, Masuda T, Tozaki-Saitoh H, Inoue K.
    • Journal Title

      J Pharmacol Sci.

      Volume: 121(2) Pages: 89-94

    • DOI

      DOI: 10.1254/jphs.12R14CP

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Microglia and intractable chronic pain.2013

    • Author(s)
      Tsuda M, Beggs S, Salter MW, Inoue K.
    • Journal Title

      Glia

      Volume: 61(1) Pages: 55-61

    • DOI

      DOI: 10.1002/glia.22379

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] CCL2 promotes P2X4 receptor trafficking to the cell surface of microglia. Purinergic Signal.2012

    • Author(s)
      Toyomitsu E, Tsuda M, Yamashita T, Tozaki-Saitoh H, Tanaka Y, Inoue K.
    • Journal Title

      Purinergic Signalling

      Volume: Volume 8, Issue 2 Pages: 301-10

    • DOI

      doi: 10.1007/s11302-011-9288-x.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] IRF8 is a critical transcription factor for transforming microglia into a reactive phenotype.2012

    • Author(s)
      T. Masuda*, M. Tsuda*, R. Yoshinaga, H. Tozaki-Saitoh, K. Ozato, T. Tamura, K. Inoue.
    • Journal Title

      Cell Rep.

      Volume: 1(4) Pages: 334-40

    • DOI

      doi: 10.1016/j.celrep.2012.02.014.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Adenosine A3 receptor is involved in ADP-induced microglial process extension and migration2012

    • Author(s)
      Keiko Ohsawa, Tomomi Sanagi, Yasuko Nakamura, Eri Suzuki, Kazuhide Inoue, Shinichi Kohsaka
    • Journal Title

      Journal of Neurochemistry

      Volume: 121(2) Pages: 217-27

    • DOI

      DOI: 10.1111/j.1471-4159.2012.07693.x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Liposomal clodronate selectively eliminates microglia from primary astrocyte cultures.2012

    • Author(s)
      H. Kumamaru, H. Saiwai, K. Kobayakawa, K. Kubota, N. van Rooijen, K. Inoue, Y. Iwamoto and S. Okada.
    • Journal Title

      Journal of Neuroinflammation

      Volume: 9:116 Pages: 116

    • DOI

      doi:10.1186/1742-2094-9-116

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Microglial Cathepsin B Contributes to the Initiation of Peripheral Inflammation-induced Chronic Pain.2012

    • Author(s)
      S. Li, Z. Wu, Y. Hayashi, C. Peters, K. Inoue, M. Tsuda, and H. Nakanishi.
    • Journal Title

      J.Neurosci.

      Volume: 32(33) Pages: 11330-42

    • DOI

      doi: 10.1523/​JNEUROSCI.0677-12.2012

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Involvement of protein kinase D in uridine diphosphate-induced microglial macropinocytosis and phagocytosis2012

    • Author(s)
      Uesugi A, Kataoka A, Tozaki-Saitoh H, Koga Y, Tsuda M, Robaye B, Boeynaems JM, Inoue K.
    • Journal Title

      Glia

      Volume: 60(7) Pages: 1094-105

    • DOI

      DOI: 10.1002/glia.22337

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Purinergic systems, neuropathic pain and the role of microglia.2012

    • Author(s)
      Inoue K, Tsuda M.
    • Journal Title

      Exp Neurol.

      Volume: 234(2) Pages: 293-301

    • DOI

      doi: 10.1016/j.expneurol.2011.09.016.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] P2Y receptors in microglia and neuroinflammation2012

    • Author(s)
      H. Tozaki-Saitoh, M. Tsuda, K. Inoue.
    • Journal Title

      Wiley Interdisciplinary Reviews on Membrane Transport and Signaling

      Volume: 1(4) Pages: 493-501

    • DOI

      DOI: 10.1002/wmts.46

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] IRF8-IRF5軸は神経障害性疼痛発現を担うP2X4受容体高発現ミクログリアを誘導する2013

    • Author(s)
      Masuda T, Tsuda M, Yoshinaga R, Iwamoto S, Nishiyama A, Nishimoto N, Tozaki-Saitoh H, Tamura T, Inoue K,
    • Organizer
      第86回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      20130321-20130323
  • [Presentation] IRF8 is a critical transcription factor required for transforming microglia into a reactive phenotype after nerve injury,2012

    • Author(s)
      T. Masuda, M. Tsuda, R. Yoshinaga, H. Tozaki-Saitoh, K. Ozato, T. Tamura, K. Inoue,
    • Organizer
      Neuroscience 2012
    • Place of Presentation
      New Orleans
    • Year and Date
      20121013-20121017
  • [Presentation] Spinal cord microglia in neuropathic pain signalling.2012

    • Author(s)
      M. Tsuda, T. Masuda, K. Inoue.
    • Organizer
      11th Biennial Meeting of Asian Pacific Society for Neurochemistry and 55th Meeting of Japanese Society for Neurochemistry
    • Place of Presentation
      Kobe
    • Year and Date
      20120930-20121002
    • Invited
  • [Presentation] Transcription factor MafB mediates activation process of spinal microglia that contributes to neuropathic pain development.2012

    • Author(s)
      H. Tozaki-Saitoh, J. Masuda, M. Tsuda, K. Inoue.
    • Organizer
      第55回日本神経化学会大会(APSN/JSN 2012)
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      20120930-20121002
  • [Presentation] Role of P2X7 receptors in regulation of P2X4 receptors expression on the plasma membrane of microglia.2012

    • Author(s)
      T.Yamashita, M.Tsuda, H.Tozaki-Saitoh, K.Inoue.
    • Organizer
      第55回日本神経化学会大会(APSN/JSN 2012)
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      20120930-20121002
  • [Presentation] IRF5 is required for IRF8-derived microglial activation and contributes to neuropathic pain.2012

    • Author(s)
      T. Masuda, M. Tsuda, R. Yoshinaga, T. Tamura, K. Inoue.
    • Organizer
      第55回日本神経化学会大会(APSN/JSN 2012)
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      20120930-20121002
  • [Presentation] 活性化ミクログリアの転写制御と神経障害性疼痛。2012

    • Author(s)
      津田誠,井上和秀。
    • Organizer
      第35回日本神経科学大会Neuroscience 2012・シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      20120918-20120921
    • Invited
  • [Presentation] DAP12およびCARD9ノックアウトマウスによる神経障害痛モデルの組織学的検討。2012

    • Author(s)
      村田祐造,八坂敏一,原博満,李明子,藤田亜美,津田誠,井上和秀,熊本栄一,吉田裕樹,増子貞彦.
    • Organizer
      第35回日本神経科学大会Neuro2012
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      20120918-20120921
  • [Presentation] ミクログリアの細胞膜P2X4受容体の 発現制御に対するP2X7受容体の関与。2012

    • Author(s)
      山下智大、津田誠、齊藤秀俊、井上和秀。
    • Organizer
      第11回 次世代を担う若手ファーマ・バイオフォーラム 2012
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      20120915-20120916
  • [Presentation] Neuropathic pain:新たな病態解明と画期的新薬の開発をめざして2012

    • Author(s)
      津田誠,井上和秀。
    • Organizer
      第23回日本末梢神経学会学術集会・キーノートレクチャー
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      20120831-20120901
    • Invited
  • [Presentation] Role of PAF receptor in pro-inflammatory cytokine expression in the dorsal root ganglion in a neuropathic pain model.2012

    • Author(s)
      K.Inoue.
    • Organizer
      The 14th World Congress on Pain.
    • Place of Presentation
      Milan
    • Year and Date
      20120827-20120831
  • [Presentation] Transcriptional regulation of P2X4R and neuropathic pain.2012

    • Author(s)
      M. Tsuda, T. Masuda, H. Tozaki-Saitoh, K. Inoue.
    • Organizer
      Purine 2012
    • Place of Presentation
      Fukuoka
    • Year and Date
      20120531-20120602
    • Invited
  • [Presentation] IRF Family Transcription Factor Axis Governs Gene Expression Program in Microglia Gating Neuropathic Pain (6/1, P) * Poster Award受賞.2012

    • Author(s)
      T. Masuda, M. Tsuda, R. Yoshinaga, N. Nishimoto, S. Iwamoto, H.Tozaki-Saitoh, T. Tamura, K. Inoue.
    • Organizer
      Purine 2012
    • Place of Presentation
      Fukuoka
    • Year and Date
      20120531-20120602
  • [Presentation] Involvement of Protein Kinase D in UDP-Induced Microglial Macropinocytosis and Phagocytosis.2012

    • Author(s)
      A. Uesugi, A. Kataoka, H. Tozaki-Saitoh, M. Tsuda, K. Inoue.
    • Organizer
      Purine 2012
    • Place of Presentation
      Fukuoka
    • Year and Date
      20120531-20120602
  • [Presentation] Role of P2X7 Receptors in Regulation of P2X4 Receptors Expression on the Plasma Membrane of Microglia.2012

    • Author(s)
      T. Yamashita, M. Tsuda, H. Tozaki-Saitoh, K. Inoue.
    • Organizer
      Purine 2012
    • Place of Presentation
      Fukuoka
    • Year and Date
      20120531-20120602
  • [Presentation] CCL2 promotes P2X4 receptor trafficking to the cell surface of microglia.2012

    • Author(s)
      H. Tozaki-Saitoh, E. Toyomitsu, M. Tsuda, T. Yamashita, Y. Tanaka, K. Inoue.
    • Organizer
      Purine 2012
    • Place of Presentation
      Fukuoka
    • Year and Date
      20120531-20120602
  • [Presentation] ATP受容体の生理機能:痛み・ドライアイ等2012

    • Author(s)
      井上和秀
    • Organizer
      第6回箱根ドライアイクラブ
    • Place of Presentation
      小田原
    • Year and Date
      20120525-20120526
    • Invited
  • [Presentation] ATP受容体と神経障害性疼痛治療薬創製

    • Author(s)
      井上和秀
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会 第7回年会
    • Place of Presentation
      京都
    • Invited
  • [Presentation] ミクログリアと神経障害性疼痛

    • Author(s)
      井上和秀
    • Organizer
      第1回相模原・北里神経科学フォーラム
    • Place of Presentation
      相模原
    • Invited
  • [Presentation] 脊髄ミクログリアを主軸とする慢性難治性疼痛発症メカニズムの解明

    • Author(s)
      井上和秀
    • Organizer
      第33回日本炎症・再生医学会・教育講演
    • Place of Presentation
      福岡
  • [Presentation] 痛み制圧に向けた創薬研究とエコファーマの実践

    • Author(s)
      井上和秀
    • Organizer
      医療薬学フォーラム2012
    • Place of Presentation
      福岡
  • [Presentation] 慢性疼痛基礎研究の現状と課題:神経障害性疼痛に関して

    • Author(s)
      井上和秀
    • Organizer
      ヒューマンサイエンス振興財団第2回調査報告発表会
    • Place of Presentation
      東京
  • [Presentation] 神経因性疼痛とミクログリア

    • Author(s)
      井上和秀
    • Organizer
      Academia Cephalalgia Japonica 2012
    • Place of Presentation
      東京
    • Invited
  • [Presentation] 自律機能と疼痛制御におけるATP受容体の役割

    • Author(s)
      井上和秀
    • Organizer
      第65回自律神経学会総会・特別講演
    • Place of Presentation
      東京
  • [Presentation] 痛み研究の最前線―神経障害性疼痛の分子メカニズム

    • Author(s)
      井上和秀
    • Organizer
      第27回日本整形外科学会・シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋
  • [Presentation] IRFファミリー転写因子群によるミクログリア遺伝子の発現制御と神経障害性疼痛。

    • Author(s)
      増田隆博, 津田誠, 田村智彦, 井上和秀。
    • Organizer
      第34回日本疼痛学会
    • Place of Presentation
      熊本
  • [Presentation] 活性化ミクログリア細胞でのP2X7受容体によるP2X4受容体の細胞膜表面における発現レベルの調節,

    • Author(s)
      山下智大、津田誠、齊藤秀俊、井上和秀,
    • Organizer
      第34回日本疼痛学会
    • Place of Presentation
      熊本
  • [Presentation] 細胞種特異的STAT3欠損マウスを用いた神経障害性疼痛の解析。*優秀発表賞。

    • Author(s)
      坂口瑛美,津田誠,高露雄太,齊藤秀俊,岡野栄之,井上和秀。
    • Organizer
      第65回日本薬理学会西南部会
    • Place of Presentation
      熊本
  • [Presentation] 線維筋痛症モデルにおけるミクログリア活性化とその役割。

    • Author(s)
      赤木貴紀,津田誠,井上裕雅,南絵美子,井上和秀。
    • Organizer
      第65回日本薬理学会西南部会
    • Place of Presentation
      熊本
  • [Presentation] VNUT is required for producing pain hypersensitivity after peripheral nerve injury.

    • Author(s)
      T. Masuda, M. Tsuda, H. Tozaki-Saitoh, K. Inoue.
    • Organizer
      JST-CREST international symposium
    • Place of Presentation
      東京
  • [Presentation] C-C chemokine receptor type 5 is an important pathological regulator in the development and maintenance of neuropathic pain.

    • Author(s)
      H. Tozaki-Saitoh, K. Matsushita, M. Tsuda, K. Inoue.
    • Organizer
      JST-CREST international symposium
    • Place of Presentation
      東京
  • [Presentation] Role of P2X7 Receptor in Regulation of P2X4 Receptor Expression on the Plasma Membrane of Microglia.

    • Author(s)
      T. Yamashita, M. Tsuda, H. Tozaki-Saitoh, K. Inoue.
    • Organizer
      JST-CREST international symposium
    • Place of Presentation
      東京
  • [Remarks] 九州大学大学院薬学研究院薬理学分野ホームページ

    • URL

      http://yakkou.phar.kyushu-u.ac.jp/

URL: 

Published: 2014-07-24  

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