Clarification of molecular mechanisms underlying the analgesic effect of botulinum toxin and applied study

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26350499
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 山本 由弥子 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 助教 (20403496)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松香 芳三 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学系), 教授 (90243477) ; 小出 隆規 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70322253) ; 丸濱 功太郎 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 助教 (60712792)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 細菌 / ボツリヌス神経毒素 / 疼痛抑制 / SNAP-25

Outline of Annual Research Achievements

これまでの研究から、末梢に投与されたボツリヌス神経毒素（BoNT）は、知覚神経節でSNAREタンパク質を切断、神経伝達物質の遊離を阻害することにより疼痛抑制効果を発現すると推察されている。前年度に三叉神経節の初代培養細胞でSNAP-25の発現を確認して、A型ボツリヌス神経毒素（BoNT/A）またはE型ボツリヌス神経毒素（BoNT/E）の投与によりSNAP-25が切断されることを明らかにしたので、本年度は三叉神経節でのSNAP-25の切断をin vivoで調べた。
BoNT/AまたはBoNT/Eをラット顔面部の末梢皮内に投与した後、三叉神経節を摘出、タンパク質を抽出して、初年度に作製した種々の抗SNAP-25ペプチド抗体を用いたWestern解析によりSNAP-25の切断を調べた。しかしながら、BoNT/A投与ラット、BoNT/E投与ラットのいずれにおいても三叉神経節におけるSNAP-25の切断を確認することは出来なかった。また、BoNT/Aを三叉神経節に直接投与したラットでもSNAP-25の切断を調べたが、三叉神経節におけるSNAP-25の切断を確認することは出来なかった。そこで、BoNTが三叉神経節から上行して機能している可能性を検証するために、三叉神経脊髄路核および大脳におけるSNAP-25の切断も調べたが、SNAP-25は切断されていなかった。
今後は、実験条件を変えてBoNT投与による知覚神経節でのSNAP-25切断産物の検出を試みるとともに、現在我々が考えている作業仮説とは別の分子機構によりBoNTが疼痛抑制効果を発現している可能性も検討する必要があると考えられた。