in vivoカルシウムイメージングを用いた客観的疼痛評価方法の確立

• Project/Area Number: 22KJ0196
• Project/Area Number (Other): 21J21985 (2021-2022)
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Multi-year Fund (2023); Single-year Grants (2021-2022)
• Section: 国内
• Review Section: Basic Section 57060:Surgical dentistry-related
• Research Institution: Hokkaido University (2023); Tohoku University (2021-2022)
• Principal Investigator: 工藤 葉子 北海道大学, 歯学研究院, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2023-03-08 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000); Fiscal Year 2023: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
• Keywords: 慢性疼痛モデルマウス / 二光子顕微鏡 / カルシウムイメージング / 口腔顔面痛 / 蛍光カルシウム蛋白 / 慢性疼痛 / 口腔顔面痛モデル動物 / G-CaMP

Outline of Research at the Start

脳神経細胞に蛍光たんぱく質を発現する遺伝子組み換えマウスを用いて、口腔顔面痛モデルマウスを作成し、このマウスに口腔顔面領域への各種侵害刺激（電気刺激や熱刺激）を与える。刺激時の大脳皮質と視床のニューロンの活動パターンを in vivo カルシウムイメージングで定量評価する。それぞれの刺激は強度を多段階に変えて与え、反応様式の違いを解析する。von Frey filamentに対する忌避行動など、既存の行動学的な口腔顔面痛評価法も併用して評価する。口腔顔面痛モデルマウスと対照群のマウスで得られる結果を比較検討し、慢性疼痛時の脳内の神経活動の変化と行動学的な変化の相関性を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

2022年度に続き、実験に使用する遺伝子組み換えマウスの繁殖や移送の問題が重なり、実験が当初の計画通りに進まなかった。実験に使用する動物の確保に関する問題を含め、安定した環境で実験を行うことを考えなければならなくなった。2023年9月に博士課程を修了後、2023年10月からPDへ資格変更を行うタイミングを契機に、北海道大学大学院歯学研究院口腔病態学分野歯科麻酔学教室へ所属研究室を変更して研究活動を継続することにした。同大学医学部薬理学分野神経薬理学教室の佐藤正晃先生には、東北大学に所属していた頃から遺伝子組み換えマウスを凍結胚から起こして繁殖させ、飼育をしてもらい、供与していただいた。北海道大学に異動後は、神経薬理学教室と連携を図り、佐藤先生に師事しながら、遺伝子組み換えマウスの繁殖、飼育から自分で行うことになった。佐藤先生には、本研究のメインである二光子顕微鏡を用いたカルシウムイメージングの手技も理化学研究所で研修をしていた頃からご指導をいただいていたので、北海道大学へ異動したことによって、研究計画の相談や実験データのディスカッションが頻繁に行えるようになった。異動の手続きや荷物の搬送、研究環境のセットアップで研究活動が止まった時間も経験したが、研究全体としての進捗速度はこれから上がると考えている。
学術研究員の期間は、理化学研究所や他大学への研修に行き、カルシウムイメージングの手技や慢性疼痛モデルマウス（眼窩下神経結紮マウス）の作成といった計画実現に必要な一つずつの手技を体得できた。これらを統合させて当初の目標である客観的疼痛評価方法の確立まではこの期間で成果を上げることは無理であったが、習得した技術を活かし、学術研究員の採用修了後も今回採択していただいた研究課題に継続して取り組み、成果が発表できるまで完遂したいと考えている。