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遺伝子改変動物を用いた関節由来の疼痛ストレスにおける中枢および末梢応答の病態解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K10925
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 整形外科学
研究機関産業医科大学

研究代表者

川崎 展  産業医科大学, 医学部, 講師 (40644860)

研究分担者 上田 陽一  産業医科大学, 医学部, 教授 (10232745)
研究協力者 鈴木 仁士  
大西 英生  
酒井 昭典  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード関節炎 / オキシトシン / バゾプレッシン / 視床下部―下垂体―副腎軸 / 脊髄後角 / c-Fos遺伝子 / TRPV / カラゲニン関節炎 / 視床下部ー下垂体ー副腎軸 / c-fos遺伝子 / eGFP遺伝子 / トランスジェニックラット / カラゲニン / 生理活性 / 神経科学 / 整形外科学 / 疼痛
研究成果の概要

膝関節炎モデルラットを用いて視床下部-下垂体および脊髄経路における神経細胞の活性化を調べた。その結果、視床下部オキシトシン細胞およびバゾプレシン細胞、下垂体前葉ストレス関連細胞、脊髄後角細胞における疼痛受容に関与するI-II層の活性化がみられ、侵害受容およびストレス関連ホルモンの合成は、膝関節炎によって増加することが明らかになった。加えて、transient receptor potential vanilloid (TRPV)1および4欠損マウスを用いて侵害刺激に対する脊髄後角細胞の反応も観察し、これらの遺伝子欠損することで脊髄後角III-IV層神経細胞活性化が促されることを確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

疼痛受容において、全身の疼痛反応に密接に関係していると考えられている中枢神経系の役割は不明な点が多い。本研究課題では、関節炎発症による疼痛モデルラットを用い、疼痛受容経路(視床下部-脊髄後角Ⅰ層およびⅡ層)に局在するニューロンの活性化を最初期遺伝子であるc-Fosを指標に可視化・定量評価し、侵害受容およびストレス関連ホルモンの合成が増加していることを明らかにした。また、TRPV1および4 に着目し、疼痛刺激により、これらの遺伝子欠損は脊髄後角I-II層だけでなく、III-IV層神経細胞活性化を促すことを確認した点は、疼痛治療のターゲットとして注目される可能性があり社会的意義があると考える。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Neuropathic Pain Up-Regulates Hypothalamo-Neurohypophysial and Hypothalamo-Spinal Oxytocinergic Pathways in Oxytocin-Monomeric Red Fluorescent Protein 1 Transgenic Rat2019

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Haruki、Kawasaki Makoto、Suzuki Hitoshi、Matsuura Takanori、Motojima Yasuhito、Ohnishi Hideo、Yamanaka Yoshiaki、Yoshimura Mitsuhiro、Maruyama Takashi、Saito Reiko、Ueno Hiromichi、Sonoda Satomi、Nishimura Kazuaki、Onaka Tatsushi、Ueta Yoichi、Sakai Akinori
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: 406 ページ: 50-61

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2019.02.027

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role of Trpv1 and Trpv4 in surgical incision-induced tissue swelling and Fos-like immunoreactivity in the central nervous system of mice2018

    • 著者名/発表者名
      Motojima Yasuhito、Nishimura Haruki、Ueno Hiromichi、Sonoda Satomi、Nishimura Kazuaki、Tanaka Kentaro、Saito Reiko、Yoshimura Mitsuhiro、Maruyama Takashi、Matsuura Takanori、Suzuki Hitoshi、Kawasaki Makoto、Ohnishi Hideo、Sakai Akinori、Ueta Yoichi
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters

      巻: 678 ページ: 76-82

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2018.05.001

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of the induction of c- fos -eGFP and Fos protein in the rat spinal cord and hypothalamus resulting from subcutaneous capsaicin or formalin injection2017

    • 著者名/発表者名
      Motojima Yasuhito、Matsuura Takanori、Yoshimura Mitsuhiro、Hashimoto Hirofumi、Saito Reiko、Ueno Hiromichi、Maruyama Takashi、Sonoda Satomi、Suzuki Hitoshi、Kawasaki Makoto、Ohnishi Hideo、Sakai Akinori、Ueta Yoichi
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: 356 ページ: 64-77

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2017.05.015

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] c-fos-eGFPトランスジェニックラットを用いた膝関節炎モデルにおける中枢神経系生理活性の解明2018

    • 著者名/発表者名
      西村春来, 川﨑展, 元嶋尉士, 鈴木仁士, 大西英生, 上田陽一
    • 学会等名
      第62回日本リウマチ学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] オキシトシン-mRFP1トランスジェニックラットを用いた神経障害性疼痛モデルにおける中枢神経系生理活性について2018

    • 著者名/発表者名
      西村春来, 川﨑展, 元嶋尉士, 鈴木仁士, 大西英生, 吉村充弘, 丸山崇, 齋藤玲子, 上野啓通, 園田里美, 西村和朗, 田中健太郎, 上田陽一, 酒井昭典
    • 学会等名
      第40回日本疼痛学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Neuropathic Pain Upregulates the Hypothalamo-neurohypophysial/-spinal Oxytocinergic Pathways in the Oxytocin-mRFP1 Transgenic Rat.2018

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki Makoto, Nishimura Haruki, Matsuura Takanori, Suzuki Hitoshi, Ohnishi Hideo, Yamanaka Yoshiaki, Ueta Yoichi, Sakai Akinori
    • 学会等名
      65th Orthopaedic Research Society
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 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 stimuli2017

    • 著者名/発表者名
      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.
    • 学会等名
      63th Orthopedic Research Society
    • 発表場所
      San Diego Convention Center, CA, USA
    • 年月日
      2017-03-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 炎症・疼痛刺激に対するラット脊髄・視床下部のc-fos-eGFPおよびFosタンパクの発現動態の検討2017

    • 著者名/発表者名
      元嶋 尉士, 川崎 展, 大西 英生, 鈴木 仁士, 松浦 孝紀, 森 俊陽, 佐羽内 研, 塚本 学, 上田 陽一
    • 学会等名
      第61回日本リウマチ学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Fluorescent visualization of oxytocin neurons activated by acute nociceptive stimuli in the c-fos-eGFP transgenic rats.2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuhito Motojima, Haruki Nishimura, Takanori Matsuura, Mitsuhiro Yoshimura, Hirofumi Hashimoto, Reiko Saito, Hiromichi Ueno, Takashi Maruyama, Satomi Sonoda, Kazuaki Nishimura, Kentaro Tanaka, Hitoshi Suzuki, Makoto Kawasaki, Hideo Ohnishi, Akinori Sakai, Yoichi Ueta
    • 学会等名
      4th World Congress of Reproductive Biology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] オキシトシン-mRFP1トランスジェニックラットを用いた神経障害性疼痛モデルにおける中枢神経系生理活性について2017

    • 著者名/発表者名
      西村 春来, 川崎 展, 元嶋 尉士, 鈴木 仁士, 大西 英生, 吉村 充弘, 丸山 崇,齋藤 玲子,上野 啓通,園田 里美, 西村 和朗, 田中 健太郎,上田 陽一,酒井 昭典
    • 学会等名
      第95回日本生理学会大会・第13回環境生理学プレコングレス
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第67回西日本生理学会
    • 発表場所
      レインボー桜島(鹿児島県・鹿児島市)
    • 年月日
      2016-10-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第34回内分泌代謝学 サマーセミナー
    • 発表場所
      ホテル夢家(福岡県・糟屋郡)
    • 年月日
      2016-07-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第60回日本リウマチ学会総会・学術集会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2016-04-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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