| Project/Area Number |
23K24704
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| Project/Area Number (Other) |
22H03446 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
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| Research Institution | Hyogo Medical University |
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Principal Investigator |
野口 光一 兵庫医科大学, 医学部, 客員教授 (10212127)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山中 博樹 兵庫医科大学, 薬学部, 准教授 (20340995)
古賀 浩平 兵庫医科大学, 医学部, 准教授 (50768455)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2025: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
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| Keywords | 腕傍核 / 疼痛 / 脊髄後角 / 脚傍核 / 上行性経路 / 神経活性物質 / 神経活性ペプチド / サブスタンスP / ダイノルフィン |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、精神/情動ネットワークのゲートキーパーである腕傍核での調節メカニズムの詳細を解明し、疼痛に伴う精神症状を引き起こす過程を解明することである。方法論としてはマウス・ラットの各種運動器疼痛モデルを用い、末梢組織炎症や神経傷害によって発現が変化する脊髄後角の腕傍核投射ニューロンでの神経伝達関連因子と、腕傍核の興奮性増加の関係性/因果関係等を解明する。興奮性ペプチドであるSubstance Pや、内因性オピオイドである。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、精神/情動ネットワークのゲートキーパーである腕傍核での調節メカニズムの詳細を解明し、疼痛に伴う精神症状を引き起こす過程を解明することである。2022年度から2023年度にかけては、腕傍核におけるc-fosの発現変化を検討するにあたり、使用可能な抗体の検討に時間を要していた。2023年度中にようやく信頼性の高い抗体を入手することができ、適切な染色条件の検討を行い良い結果が得られた。またmRNAレベルでcfos の発現確認もバックアップとして行い、これまでの報告通りに腕傍核での興奮性マーカーcfos発現を確認した。同時期に末梢神経障害後の腕傍核での変化に関しては、他施設からの報告が相次ぎ、代表的運動器疼痛である脊髄損傷後疼痛モデルにおける腕傍核ニューロンの役割解明の方向に焦点を絞った。
脊髄損傷（SCI）モデルラットにおける腕傍核のCGRP陽性ニューロンの役割を解析するため、CGRPと神経興奮性マーカー c-Fos の二重免疫組織化学法を実施した。脊髄損傷モデルを作製後、腕傍核における両者の共発現を調べるとともに、c-Fos の発現と疼痛行動の関連を検討した。さらに、CGRP-Cre ラットを用い、化学遺伝学的手法によるCGRPニューロンの制御方法を模索した。
結果：疼痛行動を測定するダイナミックプランターテストの結果、術前と比較してSCI 14日および28日後の群において疼痛閾値の低下が認められた。また、BBBスコアはSCI直後に低下したものの、時間の経過とともに改善傾向を示した。蛍光免疫染色を行った組織切片の観察では、SCI 14日および28日後の群において腕傍核CGRPニューロンのc-Fos発現が増加していることが確認された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
傍核でのニューロンの興奮性を調べる目的で、痛みモデルでは腕傍核のneuronでc-fosの発現増加すること知られているため、検討を行った。しかしながら我々も使用しており実績のあるc-Fosの抗体が製造中止となったため、新たに信頼できるc-fosの抗体入手と染色条件の検討に時間を要した。良い抗体の探索や、nonRI in situ hybridization法を用いた二重染色法の確立に時間を要したためやや遅れているが、実験条件は整ってきたため遅れを取り戻すことができると考えている。神経障害性疼痛モデルから脊髄損傷後疼痛モデルへと研究対象を変更したがこれは新規性を求めたものであり、脊髄損傷後疼痛モデルにおけるCGRP陽性ニューロンの解析は順調に進みつつあり、今後は新しい方法論を含めて研究が進展すると考えている
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| Strategy for Future Research Activity |
腕傍核におけるCGRP陽性ニューロンの役割解析
本年度では外側腕傍核CGRP陽性細胞が疼痛機構に関与していることを明らかにした。今後、化学遺伝学的手法を用いて腕傍核のCGRPニューロンを制御し、モデル作製後の c-Fos 発現変化と疼痛行動への影響を検討する予定である。さらに、ラット後肢に熱刺激や機械的刺激を加えた際の c-Fos 発現とCGRPニューロンの関与についても解析を行う予定である。
腕傍核ニューロンの神経活動をリアルタイムで観察する方法の開発
上記に加えて、来年度は外側腕傍核CGRP陽性細胞の疼痛に対する応答の特徴を、大阪大学医学系研究科の小山内先生らが開発されたイメージングシステム(U-FEIS)を導入して明らかにする予定である。CGRP/Cre ラットの外側腕傍核にGCaMPをAAVで導入する。同じく外側腕傍核にイメージファイバーを挿入し、GCaMPが導入された外側腕傍核CGRP陽性細胞の痛覚刺激に対する神経発火の様子を映像で記録する。さらに、外側腕傍核ニューロンがマルチセンシングに応答する特徴があることから、痛覚刺激以外の感覚刺激(機械的刺激、温度刺激、音刺激など) への応答を同一ニューロン群で記録することにも挑戦する予定である。
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