Elucidation of nociceptive pathways using c-fos eGFP transgenic rats

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26860164
• Research Institution: University of Occupational and Environmental Health, Japan
• Principal Investigator: 鈴木 仁士 産業医科大学, 医学部, 助教 (80644880)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 慢性疼痛 / 最初期遺伝子 / 視床下部 / 遺伝子改変動物

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、c-fos 遺伝子に改変緑色蛍光タンパク遺伝子 (enhanced green fluorescent protein; eGFP) を挿入した遺伝子改変動物であるc-fos-eGFPトランスジェニックラットを使用した。このトランスジェニックラットでは、中枢神経系において、活性化したニューロンを c-fos-eGFP の緑色蛍光タンパクの発現を指標に可視化することができるため、活性化したニューロンを生細胞の状態で同定することができる。今回、我々は、このトランスジェニックラットが疼痛の受容・調節機序の解明に有用であることを明らかにするため、急性疼痛刺激後のトランスジェニックラットにおける c-fos-eGFP の発現動態と野生型ラットにおける Fos タンパクの発現動態を比較した。その結果、急性疼痛刺激後の c-fos-eGFP 発現のピークは、脊髄後角では 6 時間後、視床下部では 3 時間後であり、Fos タンパク発現のピークは、脊髄後角および視床下部で 1.5 時間後であった。また、視床下部オキシトシン (OXT) ニューロンを免疫組織化学的染色法で染色し、急性疼痛刺激後の視床下部 OXT ニューロンの活性化を評価したところ、c-fos-eGFPトランスジェニックラットにおいて野生型ラットより高感度に活性化した OXT ニューロンを検出することができた。さらに、c-fos-eGFPトランスジェニックラットにおいて、eGFP を指標とすることにより生細胞の状態で急性疼痛刺激後に活性化した脊髄および視床下部のニューロンを同定することができ、c-fos-eGFPトランスジェニックラットが疼痛の受容・調節機序の解明に有用であることが示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Restricted mandibular movement attributed to ossification of mandibular depressors and medial pterygoid muscles in patients with fibrodysplasia ossificans progressiva. (2017)
  • Author(s): Tetsuko Okuno, Hitoshi Suzuki, Akio Inoue, Jingo Kusukawa
  • Journal Title: Journal of Oral and Maxillofacial Surgery Volume: in press Pages: in press
  • DOI: 10.1016/j.joms.2017.03.005
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Effects of peripherally administered cholecystokinin-8 and secretin on feeding/drinking and oxytocin-mRFP1 fluorescence in transgenic rats. (2016)
  • Author(s): Motojima, Y. Kawasaki, M. Matsuura, T. Saito, R. Yoshimura, M. Hashimoto, H. Ueno, H. Maruyama, T. Suzuki, H. Ohnishi, H. Sakai, A. Ueta, Y.
  • Journal Title: Neuroscience Research Volume: 109 Pages: 63-69
  • DOI: 10.1016/j.neures.2016.02.005.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Regional and time-course differences in the induction of c-fos-eGFP fluorescence in the spinal cord and hypothalamus of transgenic rats after nociceptive and inflammatory stimuli (2017)
  • Author(s): Motojima,Y. Kawasaki,M.Suzuki,H. Ohnishi,H. Matsuura,T. Yoshimura,M.Hashimoto, H.Saito,R. Ueno, H.Maruyama,T. Sonoda,S. Mori,T. Sabanai,K. Sakai,A. Ueta,Y.
  • Organizer: American Academy of Orthopaedic Surgeons
  • Place of Presentation: San Diego USA
  • Year and Date: 2017-03-14 – 2017-03-18
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ラット尾懸垂時の延髄および視床下部における Fos タンパクの発現動態 (2016)
  • Author(s): 元嶋 尉士、上野 啓通、吉村 充弘、丸山 崇、橋本 弘史、齋藤 玲子、園田 里美、川崎 展、鈴木 仁士、大西 英生、酒井 昭典、上田 陽一
  • Organizer: 第67回西日本生理学会
  • Place of Presentation: レインボー桜島（鹿児島県・鹿児島市）
  • Year and Date: 2016-10-07 – 2016-10-08
• [Presentation] Regional and time-course differences in the induction of c-fos-eGFP fluorescene in the spinal cord and hypothalamus of transgenic rats after subcutaneous injections of capsaicin and formalin. (2016)
  • Author(s): Motojima.Y, Suzuki H,Matsuura T, Yoshimura M, Hashimoto H, Saito R, Ueno H, Maruyama T, Sonoda S, Kawasaki M, Ohnishi H, Sakai A, Ueta Y.
  • Organizer: The 13th Japan-Korea Joint Symposium on Brain Science and Cardiac and Smooth Muscles.
  • Place of Presentation: 佐賀大学（佐賀県・佐賀市）
  • Year and Date: 2016-08-25 – 2016-08-25
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 侵害刺激による脊髄および視床下部におけるＦｏｓタンパクの発現動態のc-fos-eGFPトランスジェニックラットを用いた検討 (2016)
  • Author(s): 元嶋 尉士、鈴木 仁士、松浦 孝紀、吉村 充弘、橋本 弘史、齋藤 玲子、上野 啓道、丸山 崇、園田 里美、川崎 展、大西 英生、酒井 昭典、上田 陽一
  • Organizer: 第34回内分泌代謝学 サマーセミナー
  • Place of Presentation: レイクサイドホテル久山（福岡県・糟屋郡）
  • Year and Date: 2016-07-14 – 2016-07-15
• [Presentation] 炎症・疼痛ストレスに対する脊髄および視床下部におけるFosタンパクの発現動態のc-fos-eGFPトランスジェニックラットを用いた検討 (2016)
  • Author(s): 元嶋 尉士、松浦 孝紀、鈴木 仁士、川崎 展、大西 英生、森 俊陽、佐羽内 研、塚本 学、上田 陽一
  • Organizer: 第60回日本リウマチ学会総会・学術集会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2016-04-21 – 2016-04-24