2022 Fiscal Year Annual Research Report
マルチスケール脳機能イメージングによる神経障害性疼痛の情動変容機序の解明
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21H03135
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
水田 健太郎 東北大学, 歯学研究科, 教授 (40455796)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
篠田 雅路 日本大学, 歯学部, 教授 (20362238)
佐々木 啓一 東北大学, 歯学研究科, 非常勤講師 (30178644)
中井 淳一 東北大学, 歯学研究科, 教授 (80237198)
小山内 実 大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (90286419)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 口腔顔面痛 / 脳機能イメージング / qAIM-MRI |
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| Outline of Annual Research Achievements |
神経障害性疼痛は、末梢神経の炎症や傷害を契機として侵害情報伝達経路が持続的な可塑的変化を起こすことで生じる難治性疼痛である。一旦、中枢神経系に可塑的変化が生じると、鎮痛薬や神経ブロック療法が奏功し難くなり難治化するだけでなく、情動を司る中枢領域にも可塑的変化をきたし、抑うつや不安亢進といった情動変容が生じると考えられる。しかし、神経障害性疼痛に随伴する情動変容に上位中枢のどの脳領域が関与するのか、またどのような機序で情動変容が生じるかは不明であり、治療法を開発する上での壁になっている。本研究は、定量的活動依存性マンガン造影MRI (qAIM-MRI法)とin vivo カルシウムイメージングを併用した「マルチスケール脳機能イメージング」で上位中枢の神経活動を可視化し、神経障害性疼痛に随伴する情動変容の機序を解明するものである。
本年度は、眼窩下神経結紮モデルラットを用いてマンガン造影定量的MRI撮影のプロトコルの確立を行った。塩化マンガンの腹腔内投与48時間後に、眼窩下神経結紮モデルラットとsham群ラットに対して、全身麻酔下でMRIによる全脳イメージングを行い、口腔領域の神経障害性疼痛の病態と相関した神経活動変化を呈する脳領域の同定を試みた。MRI撮影は、同一個体を用いて、眼窩下神経結紮手術前1週、手術後1週、及び手術後3週の３回実施した。その結果、口腔領域の疼痛受容を司る三叉神経脊髄路核や、小脳における神経活動が上昇することを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
微小な脳領域に留置可能な微小レンズを用いた生体カルシウムイメージング装置の開発が遅延したため、侵害刺激時の脳神経細胞のin vivo カルシウムイメージングの実験が遅延した。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、眼窩下神経結紮モデルラットとsham群ラットに対して、全身麻酔下でMRIによる全脳イメージングを行い、口腔領域の神経 障害性疼痛の病態と相関した神経活動変化を呈する脳領域を同定する。この全脳イメージングでは、口腔領域の疼痛受容を司る三叉神経脊髄路核や大脳皮質体性感覚野の他に、情動を司る脳領域や海馬、視床、嗅内皮質、島皮質などにおける神経活動が変化すると考えている。また、既存の神経障害性疼痛治療薬を眼窩下神経結紮モデルラットに投与し、MRIによる全脳イメージングと情動・疼痛関連行動試験を同時に行い、 神経障害性疼痛に随伴する情動変容に対する有効性を評価する。
さらに、三叉神経支配領域の疼痛関連行動変化と中枢神経細胞の活動パターン変化との相関について、 in vivoカルシウムイメージングを実施する。
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