2013 Fiscal Year Research-status Report
ラット脊髄後角の痛み伝達制御におけるオキシトシン作用のシナプスレベルの解析
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24500461
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
熊本 栄一 佐賀大学, 医学部, 教授 (60136603)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤田 亜美 佐賀大学, 医学部, 准教授 (70336139)
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| Keywords | オキシトシン / 抑制性シナプス伝達 / オキシトシン受容体 / ホスホリパーゼC / IP3誘起Ca2+放出 |
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| Research Abstract |
視床下部から脊髄後角へ到るオキシトシン作動性の神経経路が鎮痛に働いている証拠があるが、その作用機序はまだ十分に調べられていない。平成25年度では、オキシトシンが膠様質ニューロンの自発性の抑制性シナプス伝達にどのような作用を及ぼすか調べた。実験は6～8週齢の成熟雄性ラットの脊髄横断スライス標本とパッチクランプ法を用いることにより行った。オキシトシンはGABAやグリシンを介する自発性抑制性シナプス後電流の発生頻度を濃度依存性に増加し、それらのEC50 値は、それぞれ、0.024μMと0.038μMであった。これらの作用はオキシトシンの繰り返し投与によっても見られ、Na+チャネル阻害薬テトロドトキシン存在下で消失した。これらのオキシトシン作用は、いずれもオキシトシン受容体作動薬でも見られる一方、オキシトシン受容体阻害薬の存在下で消失した。以上より、オキシトシンは膜を脱分極させ、その結果、活動電位が発生して自発性抑制性シナプス伝達が促進されることがわかった。次に、その脱分極の発生機序を調べた。オキシトシン膜電流の電流-電圧関係は、調べたニューロンの30%でK+の平衡電位近くで逆転したが、残りの細胞では逆転しなかった。オキシトシン膜電流の振幅は、高いK+濃度や低いNa+濃度を持つクレブス液中では小さくなった。また、ホスホリパーゼC阻害薬U-73122やIP3誘起Ca2+放出阻害薬2-アミノエトキシジフェニルボラートはオキシトシン膜電流の振幅を減少させたが、Cキナーゼ阻害薬ケレリスリン、Ca2+誘起Ca2+放出阻害薬ダントロレンおよびジブチリル環状AMPは作用しなかった。以上より、オキシトシン誘起膜脱分極はホスホリパーゼＣとIP3誘起Ca2+放出を介したK+やNa+の膜透過性変化により生じることが示唆された。
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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
オキシトシンがGABAやグリシンを介する自発性の抑制性シナプス伝達を促進すること、そして、その促進は、オキシトシンの膜脱分極作用によることを明らかにしたからである。さらに、その脱分極の細胞内機序を調べてホスホリパーゼCやIP3誘起Ca2+放出の関与を示し、K+やNa+の膜透過性変化の可能性を示唆した。これらの研究成果は、2014年、「Synaptic modulation and inward current produced by oxytocin in substantia gelatinosa neurons of adult rat spinal cord slices」というタイトルで、Journal of Neurophysiologyの111卷の991-1007頁に発表した。
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| Strategy for Future Research Activity |
ラットから脊髄横断スライス標本を作製し、その膠様質ニューロンへブラインド・ホールセル・パッチクランプ法を適用する。平成26年度では、同じニューロンで、オキシトシンと内因性鎮痛物質アセチルコリンの作用を比較してオキシトシンの生理作用を検討すると共に、オキシトシン作用に生後発達があるかどうか、また、雌雄差があるかどうか、を調べる。現在の所、オキシトシン受容体には１種類、バゾプレッシン受容体には1A、1B、2型の3種類が知られており、オキシトシンはバゾプレッシン受容体に作用することが報告されている。そのためオキシトシン作用とバゾプレッシン作用の間に相互作用があるかどうかについても調べる。
具体的には、(1) 成熟雄性ラットの膠様質ニューロンのシナプス伝達に及ぼすオキシトシン作用と同様な作用が、2～3週齢の幼若雄性ラットでも見られるかどうか、(2) 成熟雄性ラットの膠様質ニューロンのシナプス伝達に及ぼすオキシトシン作用と同様な作用が、成熟雌性ラット（妊娠ラットも含む）でも見られるかどうか、(3) 成熟雄性ラットの膠様質ニューロンのシナプス伝達に及ぼすオキシトシン作用がバゾプレッシン受容体の阻害薬によりどのような影響を受けるか、を調べる。
以上で得られたオキシトシン作用の生後発達と雌雄差の実験結果を、脊髄後角におけるオキシトシン結合部位や視床下部から脊髄後角へのオキシトシン作動性神経経路の生後発達と雌雄差についての既知のデータと比較検討する。バゾプレッシン受容体阻害薬がオキシトシン作用に及ぼす実験結果を、脊髄後角におけるバゾプレッシン結合部位やバゾプレッシン作動性神経経路についての既知のデータと比較検討する。
以上より、オキシトシンの鎮痛作用は生後発達と共にどのように変化するのか、雌雄差があるのかどうか、さらに、バゾプレッシンの働きとの関わりについて知る。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
平成25年度には自発性抑制性シナプス伝達に及ぼすオキシトシン作用を調べると共に、オキシトシン誘起膜脱分極作用の細胞内レベル機序を調べた。文献検索を行いながら実験計画を立てると共に実験データの整理や論文作成を行ったために、実験そのものに割ける時間が少なかった。そのため実験試薬の購入金額が少なかったことが、次年度使用額が生じた理由である。
オキシトシンや高価なバゾプレッシン受容体阻害薬などの試薬、妊娠ラットを含む実験動物、国内外の学会における成果発表、論文の掲載および別刷り代金などに使用する計画である。
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Research Products
(40 results)
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[Presentation] TRPチャネルとシナプス活動.2014
Author(s)
熊本栄一, 藤田亜美, 蒋 昌宇, 徐 志昊, 大坪瀬奈, 松下晋大
Organizer
第91回日本生理学会大会
Place of Presentation
鹿児島大学郡元キャンパス (鹿児島県鹿児島市)
Year and Date
20140316-20140318
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[Presentation] Inhibition by various aroma-oil chemicals of compound action potentials in the frog sciatic nerve.2013
Author(s)
Sena Ohtsubo, Akitomo Matsushita, Tsugumi Fujita, Hiroki Kawasaki, Chang-Yu Jiang, Qing-Tian Luo, Qin Kang, Sadahiko Masuko, Eiichi Kumamoto
Organizer
Neuroscience 2013; Society for Neuroscience the 43rd Annual Meeting
Place of Presentation
The San Diego Convention Center (San Diego, CA, USA)
Year and Date
20131109-20131113
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[Presentation] 1,8-および1,4-シネオールは成熟ラット脊髄膠様質ニューロンのグルタミン酸作動性の自発性興奮性シナプス伝達を促進する.2013
Author(s)
藤田亜美, 徐 年香, 蒋 昌宇, 羅 清甜, 康 欽, 八坂敏一, 大坪瀬奈, 松下晋大, 熊本栄一
Organizer
第36回日本神経科学大会
Place of Presentation
国立京都国際会館 (京都府京都市)
Year and Date
20130620-20130623
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