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The investigation of analgesic mechanism of posterior pituitary hormone using artificial receptor gene-introduced rats

Research Project

Project/Area Number 22K09367
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 56020:Orthopedics-related
Research InstitutionUniversity of Occupational and Environmental Health, Japan

Principal Investigator

Kawasaki Makoto  産業医科大学, 大学病院, 診療教授 (40644860)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 上田 陽一  産業医科大学, 医学部, 教授 (10232745)
鈴木 仁士  産業医科大学, 医学部, 准教授 (80644880)
松浦 孝紀  産業医科大学, 医学部, 非常勤医師 (90821679)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywordsオキシトシン / バゾプレシン / トランスジェニックラット / 化学遺伝的手法 / 神経障害性疼痛 / 関節炎 / バソプレシン / アジュバント関節炎 / 薬剤興奮性受容体作動薬 / バゾプレッシン / 神経障害性疼痛モデル / 人工受容体 / 疼痛
Outline of Research at the Start

本研究では、慢性疼痛におけるオキシトシン(OXT)及びバソプレシン(AVP)の鎮痛における生理的役割を解明する。内因性OXT及びAVPが鎮痛作用を持つことを直接的に証明するには、OXT及びAVPニューロンを特異的に活性化させ、その鎮痛メカニズムを検討する必要がある。そこで我々は、薬剤興奮性受容体をOXT及びAVPニューロン特異的に発現させた人工受容体遺伝子導入ラットを作出し、OXT及びAVPニューロンを特異的に活性化させることを可能とした。本研究では、これらのラットの慢性疼痛モデル動物を作成し、内因性OXT及びAVPニューロンの活性化による鎮痛作用及び抗鬱作用について検討をする。

Outline of Final Research Achievements

We elucidated the roles of the endogenous neuroendocrine systems of oxytocin (OXT) and vasopressin (AVP) in pain and emotional control using transgenic rats with chemogenetic techniques (DREADDs). In neuropathic pain models and inflammatory pain models, selective activation of OXT and AVP neurons significantly suppressed hypersensitivity to mechanical and thermal stimuli, demonstrating significant analgesic effects. These effects were mediated through V1a receptors and OXT receptors, and activation of the descending pain inhibitory system, including the locus coeruleus and raphe nuclei, was confirmed. Additionally, OXT exhibited anti-inflammatory effects peripherally, with reduced swelling and inhibition of mast cell degranulation. These findings suggest that OXT and AVP exert analgesic and anti-inflammatory effects in both central and peripheral systems, potentially serving as new targets for chronic pain treatment.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

内因性OXTおよびAVPが中枢および末梢神経系を介して疼痛および炎症を制御する新たなメカニズムを明らかにした点で、慢性疼痛の神経生理学的理解を前進させた学術的意義を有する。DREADDs技術により特定の神経を選択的に活性化することで、内因性神経ペプチドの機能を詳細に検討できたことは、基礎神経科学においても新たな研究手法の有効性を示すものである。また、既存の鎮痛治療が奏功しにくい慢性疼痛患者に対して、OXTおよびAVPを標的とする新規治療法の開発に資する知見を提供しており、今後の医療現場での応用やQOL向上、医療費削減といった社会的意義があると考える。

Report

(4 results)
  • 2024 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Pain modulation by oxytocin2024

    • Author(s)
      Kawasaki Makoto、Sakai Akinori、Ueta Yoichi
    • Journal Title

      Peptides

      Volume: 179 Pages: 171263-171263

    • DOI

      10.1016/j.peptides.2024.171263

    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 特集 「痛み」に強くなる-産婦人科医として知っておきたい最新知識- 6.オキシトシンの疼痛抑制作用2023

    • Author(s)
      川﨑 展、酒井 昭典、上田 陽一
    • Journal Title

      産科と婦人科

      Volume: 90 Issue: 6 Pages: 607-614

    • DOI

      10.34433/og.0000000259

    • ISSN
      0386-9792
    • Year and Date
      2023-06-01
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Journal Article] Chemogenetic Activation of Oxytocin Neurons Improves Pain in a Reserpine-induced Fibromyalgia Rat Model2023

    • Author(s)
      Ikeda N、Kawasaki M、Baba K、Nishimura H、Fujitani T、Suzuki H、Matsuura T、Ohnishi H、Shimizu M、Sanada K、Nishimura K、Yoshimura M、Maruyama T、Conway-Campbell Becky L、Onaka T、Teranishi H、Hanada R、Ueta Y、Sakai A
    • Journal Title

      Neuroscience

      Volume: 528 Pages: 37-53

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2023.07.028

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Nitric oxide synthase contributes to the maintenance of LTP in the oxytocin-mRFP1 neuron of the rat hypothalamus2023

    • Author(s)
      Matsuura T、Kawasaki M、Suzuki H、Fujitani T、Baba K、Nishimura H、Ikeda N、Yamanaka Y、Tsukamoto M、Yoshimi Y、Ohnishi H、Ueta Y、Sakai A
    • Journal Title

      Journal of Neuroendocrinology

      Volume: 35 Issue: 10

    • DOI

      10.1111/jne.13340

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Upregulation of the hypothalamo-neurohypophysial system and activation of vasopressin neurones attenuates hyperalgesia in a neuropathic pain model rat2022

    • Author(s)
      Baba K、Kawasaki M、Nishimura H、Suzuki H、Matsuura T、Ikeda N、Fujitani T、Yamanaka Y、Tsukamoto M、Ohnishi H、Yoshimura M、Maruyama T、Sanada K、Sonoda S、Nishimura K、Tanaka K、Onaka T、Ueta Y、Sakai A
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 13046-13046

    • DOI

      10.1038/s41598-022-17477-5

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Endogenous oxytocin exerts anti-nociceptive and anti-inflammatory effects in rats2022

    • Author(s)
      Nishimura Haruki and Yoshimura Mitsuhiro et al.
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 5 Issue: 1 Pages: 907-907

    • DOI

      10.1038/s42003-022-03879-8

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Chemogenetic activation of oxytocin neurons improves pain in a reserpine-induced fibromyalgia rat model.2024

    • Author(s)
      Ikeda N, Baba K, Nishimura H, Fujitani T, Yamanaka Y, Suzuki H, Ohnishi H, Maruyama T, Sakai A, Ueta Y, Kawasaki M
    • Organizer
      ORS 2024 Annual Meeting
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Elucidation of pain perception mechanism by hypothalamic neuropeptides using genetically engineered animals.2024

    • Author(s)
      Fujitani T, Matsuura T, Suzuki H, Yamanaka Y, Tsukamoto M, Baba K, Ikeda N, Kawasaki M, Sakai A
    • Organizer
      ORS 2024 Annual Meeting
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] レセルピン誘発線維筋痛症モデルラットにおけるオキシトシンの発現動態,鎮痛および抗うつ作用機序の検討2023

    • Author(s)
      池田直史、川崎展、馬場一彦、松浦孝紀、鈴木仁士、山中芳亮、大西英生、上田陽一
    • Organizer
      第67回日本リウマチ学会総会・学術集会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 神経障害性疼痛モデルラットにおけるバゾプレシンの発現動態および鎮痛への関与2023

    • Author(s)
      馬場一彦、川崎展、池田直史、清水真喜子、鈴木仁士、吉村充弘、丸山崇、上田陽一、酒井昭典
    • Organizer
      第52回日本心脈管作動物質学会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 神経障害性疼痛モデルラットにおけるバゾプレッシンの発現動態および鎮痛への関与の検討2023

    • Author(s)
      Nishimura H, Kawasaki M, Ikeda N, Shimizu M, Suzuki H, Yoshimura M, Maruyama T, Ueta Y, Sakai A
    • Organizer
      日本生理学会第100回記念大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 内因性オキシトシンは神経性および液性調節を介して鎮痛効果と抗炎症効果を発揮する2022

    • Author(s)
      Baba K, Yoshimura M, Sanada K, Sonoda S, Nishimura K, Nishimura H, Ikeda N, Maruyama T, Nonaka Y, Baba R, Onaka T, Horishita T, Morimoto H, Yoshida Y, Kawasaki M, Sakai A, Conway-Campbell B, Lightman S, Ueta Y
    • Organizer
      第95回日本内分泌学会学術総会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 神経障害性疼痛モデルラットにおけるバゾプレッシンの発現動態および鎮痛への関与の検討2022

    • Author(s)
      馬場一彦、川崎展、西村春来、藤谷晃亮、松浦孝紀、山中芳亮、鈴木仁士、大西英生、上田陽一、酒井昭典
    • Organizer
      第37回日本整形外科学会基礎学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2026-01-16  

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