Elucidation of pathological pain via nociceptors and its application to pain relief

• Project/Area Number: 18H02345
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 42020:Veterinary medical science-related
• Research Institution: Tottori University
• Principal Investigator: OHTA Toshio 鳥取大学, 農学部, 教授 (20176895)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 賢次 鳥取大学, 農学部, 准教授 (00400143) ; 稲波 修 北海道大学, 獣医学研究院, 教授 (10193559) ; 今川 敏明 北海道大学, 理学研究院, 特任准教授 (20142177)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000); Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2020: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2019: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2018: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
• Keywords: 疼痛 / 内因性イオウ化合物 / 侵害受容体 / イオンチャネル / チャネル / 侵害受容

Outline of Final Research Achievements

This study clarified that the activation of TRPA1 expressed in sensory neurons is regulated by low-threshold voltage-gated Ca channels and that TRPA1 activity by oxidative stress substances produced during inflammation is modulated by endogenous sulfur compounds. Studies on species differences in TRP channel function revealed the importance of TRPA1 channels as a site of action in bird repellents and differences between mammals and birds in TRPV1 antagonists. A search for compounds that inhibit TRPV1 function revealed that some vanilloids showed inhibitory action on TRPV1.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、各種チャネル遺伝子発現細胞、実験動物より単離した知覚神経細胞及び動物個体を用いて行い、作用の分子メカニズムについて遺伝子レベル、細胞レベル及び個体レベルで検討した。その結果、本研究においてTRPチャネルの新しい機能の解明、化学物質の毒性発現機構、忌避作用におけるTRPチャネルの病態生理学的意義を明らかにすることが出来た。本研究の成果は、新規鎮痛薬や新しい疼痛緩和法の開発並びに痛み関連の病態解明に向けた基礎的知見を提供すると考えられる。

Research Products

• [Journal Article] Inhibitory effect of polysulfide, an endogenous sulfur compound, on oxidative stress-induced TRPA1 activation. (2021)
  • Author(s): Oguma N, Takahashi K, Okabe S, Ohta T.
  • Journal Title: Neuroscience Letters Volume: 757 Pages: 135982-135982
  • DOI: 10.1016/j.neulet.2021.135982
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Reduction of extracellular sodium evokes nociceptive behaviors in the chicken via activation of TRPV1 (2020)
  • Author(s): R Uzura , K Takahashi, S Saito, M Tominaga, T Ohta
  • Journal Title: Brain Research Volume: 1747 Pages: 147052-147052
  • DOI: 10.1016/j.brainres.2020.147052
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Identification of molecular targets for toxic action by persulfate, an industrial sulfur compound. (2019)
  • Author(s): Shimada T, Takahashi K, Tominaga M, Ohta T.
  • Journal Title: Neurotoxicol Volume: 72 Pages: 29-37
  • DOI: 10.1016/j.neuro.2019.02.003
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Involvement of nociceptive transient receptor potential channels in repellent action of pulegone (2018)
  • Author(s): Majikina Azusa、Takahashi Kenji、Saito Shigeru、Tominaga Makoto、Ohta Toshio
  • Journal Title: Biochemical Pharmacology Volume: 151 Pages: 89-95
  • DOI: 10.1016/j.bcp.2018.02.032
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Possible involvement of transient receptor potential ankyrin 1 in Ca2+ signaling via T-type Ca2+ channel in mouse sensory neurons (2018)
  • Author(s): Nishizawa Yuki、Takahashi Kenji、Oguma Naoko、Tominaga Makoto、Ohta Toshio
  • Journal Title: Journal of Neuroscience Research Volume: 96 Issue: 5 Pages: 901-910
  • DOI: 10.1002/jnr.24208
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 精油成分Linaloolとその類似体Linalyl acetateによる鎮痛効果メカニズムについて (2021)
  • Author(s): 橋本美穂、高橋賢次、太田利男
  • Organizer: 第164回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] カプサイシン構造に類似したバニロイド化合物によるTRPV1チャネル活性に与える影響 (2021)
  • Author(s): 岡祐樹、高橋賢次、太田利男
  • Organizer: 第95回日本薬理学会年会
• [Presentation] Cytotoxic effects of mushroom extracts banked in FMRC (2021)
  • Author(s): 高橋賢次、石原亨、太田利男
  • Organizer: 第94回日本薬理学会年会
• [Presentation] バニロイド化合物によるTransient Receptor Potential Vanilloid 1（TRPV1）活性に与える影響について (2020)
  • Author(s): 岡 祐樹、高橋賢次、太田利男
  • Organizer: 第163回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] H2S代謝産物とその類似体によるTransient Receptor Potential Ankyrin 1(TRPA1)に対する抑制作用 (2019)
  • Author(s): 杉山顕太朗、高橋賢次、太田利男
  • Organizer: 第162回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] メントールによるヒト肺がん由来細胞A549のアポトーシス誘導経路について (2019)
  • Author(s): 高橋賢次、太田利男
  • Organizer: 第162回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] T型CaチャネルはTransient Receptor Potential Ankyrin 1（TRPA1）との相互作用により炎症性疼痛に関与する (2019)
  • Author(s): 中川南海、高橋賢次、太田利男
  • Organizer: 第92回日本薬理学会年会
• [Presentation] ヒト肺がん由来A549細胞におけるメントールによる活性酸素非介在性細胞死誘発メカニズム (2019)
  • Author(s): 高橋賢次、太田利男
  • Organizer: 第92回日本薬理学会年会
• [Presentation] きのこ類抽出物ライブラリーを用いた新規抗腫瘍活性成分の探索 (2019)
  • Author(s): 高橋賢次、太田利男
  • Organizer: 第１回日本比較薬理学毒性学会
• [Presentation] Nociceptive TRP channels are molecular targets of a bird repellent pulegone. (2018)
  • Author(s): A Majikina, K Takahashi, S Saito, M Tominaga, T Ohta
  • Organizer: WCP2018 Kyoto
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Cytotoxic effects of menthol in lung cancer cell line, A549. (2018)
  • Author(s): K Takahashi, T Ohta
  • Organizer: WCP2018 Kyoto
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 鳥類忌避剤Pulegoneによる侵害受容性TRPチャネル活性化 (2018)
  • Author(s): 眞境名 梓、高橋賢次、斎藤 茂、富永真琴、太田利男
  • Organizer: 第14回 TRP チャネル研究会
• [Presentation] エンドサルファーによる酸化ストレス誘発性TRPA1反応に対する抑制作用 (2018)
  • Author(s): 小熊尚子、高橋賢次、太田利男
  • Organizer: 第161回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] メントールによるヒト肺がん由来細胞A549の細胞毒性作用機序について (2018)
  • Author(s): 高橋賢次、太田利男
  • Organizer: 第161回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] 内因性硫黄化合物の侵害受容メッセンジャーとしての役割：活性硫黄種の新展開 (2018)
  • Author(s): 太田利男
  • Organizer: 第91回日本生化学会大会
  • Invited