2022 Fiscal Year Annual Research Report
BH4 metabolic pathway for orofacial pain and foundation for the new therapy
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22H03281
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
松香 芳三 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 教授 (90243477)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大島 正充 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 准教授 (00548307)
生田目 大介 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 助教 (10910218)
山本 由弥子 岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (20403496)
岩浅 匠真 徳島大学, 病院, 診療支援医師 (80761428)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | BH4代謝経路 / 口腔顔面痛 / 痛み |
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| Outline of Annual Research Achievements |
慢性口腔顔面痛患者に対してピンポイントで効果し、副作用の少ない治療法開発を最終目的として、本申請では慢性痛におけるテトラヒドロビオプテリン（BH4）代謝経路の活性化を解析している。BH4はセロトニンなどの神経伝達物質の合成などに関与しており、慢性痛との関連性が報告されているが、詳細は不明である。本研究の目的は、①慢性口腔顔面痛モデルにおけるBH4代謝経路の活性部位、②慢性痛動物モデルに対するBH4代謝経路抑制薬剤の効果、③痛み行動の軽減とBH4代謝経路の変化部位などを計測することである。
三叉神経障害性疼痛モデルは全身麻酔下でSprague Dawley系雄性ラットの口腔内から眼窩下神経を剖出し、絹糸（2糸）で緩く結紮することにより作成した。粘膜切開部は医療用接着剤で接着した。神経結紮1週間以降に行動実験により、痛みの評価を実施した。痛みの評価に関しては、顔面部に機械刺激と温熱刺激を加え、顔面逃避反射閾値を計測した。その結果、神経結紮1週間後と2週間後に逃避反射閾値が低下しており、ラットが痛みを感じていることが理解できた。
三叉神経障害性疼痛モデルにおいて、BH4代謝経路の活性部位を観察するため、三叉神経節を摘出し、Gch1、Pts、Spr、Akr、Cr、Dhfr、Qdprの各遺伝子発現をRT-PCRにより検討したところ、Spr、Akr、Qdprにおいて有意な上昇が観察された。
神経障害性疼痛モデルにおいて、BH4自体が発現・上昇していることを観察するため、高速液体クロマトグラフィー（HPLC）解析を開始したが、BH4の変化が急速であるため、安定してBH4計測は実施できていない状況である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
慢性口腔顔面痛患者に対してピンポイントで効果し、副作用の少ない治療法開発を最終目的として、本申請では慢性痛におけるBH4代謝経路の活性化を解析している。本研究の目的は、①慢性口腔顔面痛モデルにおけるBH4代謝経路の活性部位、②慢性痛動物モデルに対するBH4代謝経路抑制薬剤の効果、③痛み行動の軽減とBH4代謝経路の変化部位などを計測することであり、1年目に解析予定であった慢性口腔顔面痛モデルにおけるBH4代謝経路の活性部位を解明することができた。
また、以下の結果を得ることができた。三叉神経障害性疼痛モデルは全身麻酔下でSprague Dawley系雄性ラットの口腔内から眼窩下神経を剖出し、絹糸で緩く結紮することにより作成した。粘膜切開部は医療用接着剤で接着した。神経結紮1週間以降に行動実験により、痛みの評価を実施した。痛みの評価に関しては、顔面部に機械刺激と温熱刺激を加え、顔面逃避反射閾値を計測した。その結果、神経結紮1週間後と2週間後に逃避反射閾値が低下しており、ラットが痛みを感じていることが理解できた。
三叉神経障害性疼痛モデルにおいて、BH4代謝経路の活性部位を観察するため、三叉神経節を摘出し、Gch1、Pts、Spr、Akr、Cr、Dhfr、Qdprの各遺伝子発現をRT-PCRにより検討したところ、Spr、Akr、Qdprにおいて有意な上昇が観察された。
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| Strategy for Future Research Activity |
慢性痛動物モデルに対して、トラニラストを投与する。トラニラストは抗アレルギー薬であり、痛み治療に応用した報告は子宮内膜症による骨盤痛の治療におけるものだけである。神経障害性疼痛モデル作成し、痛み行動を確認した後、トラニラストを投与する。トラニラストは50、75、100、200㎎/体重㎏を腹腔内投与する。痛み行動の変化とともに副作用（運動機能の低下）をローターロッドで計測する。
コントロールとして、神経痛薬のゴールドスタンダードであるカルバマゼピン（30、100㎎/体重㎏）を腹腔内投与し、トラニラスト、ボツリヌス毒素との効果を比較する。痛み行動の変化は実験1と同様に機械刺激に対する逃避反射を計測する。
三叉神経障害性疼痛モデルに対し、トラニラスト（腹腔内）、カルバマゼピン（腹腔内）を投与し、三叉神経節の活性化を以下の方法で観察する。三叉神経節を摘出後、組織切片を作製し、グリア細胞におけるGlial fibrillary acidic protein（GFAP）発現を免疫染色により観察する。
その後、BH4代謝経路内における治療薬による遺伝子発現の変化を観察し、痛みモデルに対し、薬剤がどの部位で効果を示しているのかを観察する。
もし、BH4代謝経路に変化が観察されない場合はPCR arrayにより、NF-κBシグナル伝達関連のmRNA（Myd88など84遺伝子）の発現量の変化を観察する。
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