脊髄GABA-B受容体持続活性化による難治性疼痛緩和の試み

• 研究課題/領域番号: 17500254
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経化学・神経薬理学
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 上園 保仁 長崎大学, 大学院医歯薬学総合研究科, 助教授 (20213340)
• 研究分担者: 南 浩一郎 産業医科大学, 医学部, 講師 (70279347) ; 谷山 紘太郎 長崎大学, 大学院医歯薬学総合研究科, 教授 (70030898)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円); 2006年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円); 2005年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
• キーワード: GABA_B受容体脱感作 / GRK4 / ketamine / 脱感作 / FRET / immunochemistry / 持続的鎮痛緩和 / 接続的鎮痛緩和

研究概要

モルヒネの動かない痛みに対し、近年、脊髄に存在するGABA_B受容体の活性化を目的として、アゴニストであるバクロフェンをくも膜下に投与する(髄腔内投与)方法が著効することが知られてきた。しかし持続投与は鎮痛効果を減弱させることも判明してきた。これはGABA_B受容体の脱感作によると考えられているが、GABA_B受容体脱感作にG protein-coupled receptor kinase 4(GRK4),GRK5というリン酸化酵素が関与していることを私たちは発見した(Kanaide et al.,J Cell Physiol(2007)。この結果に基づいてさらに私たちは平成17-18年度にわたり研究を行い、(1)GRK4は脊髄にGABA_B受容体とともに発現していること、(2)GRK4,GRK5活性を抑制し、結果的にGABA_B受容体脱感作を抑制する薬物のスクリーニングを行ったところ、麻酔薬でありかつNMDA受容体の阻害剤であるケタミンが、GABA_B受容体を持続活性化させることを見いだした。
1)ケタミンはGRK4の細胞内運動、すなわち、バクロフェン刺激による細胞膜へのtranslocationを抑制することを共焦点レーザにより証明した。
2)さらにケタミンはバクロフェン刺激により促進される、GABA_B受容体とGRK4の蛋白複合体化をも抑制することを、a)Fluorescence Resonance Energy Transfer(FRET)可視化assayにより、加えて、b)免疫沈降によるウェスタブロットアッセイによって証明した。
3)また、バクロフェン長期投与ラットの摘出脊髄を用いた免疫染色アッセイにより、GABA_B受容体とGRKの局在を検討できる実験系を確立した。
4)加えて、バクロフェン長期髄腔内投与を行ったラットを用いて脊髄組織の免疫組織学的検討を行ったところ、バクロフェン長期処理によりGABA_B受容体蛋白量には変化はないものの、GRK4蛋白が増加していることを見いだした。この結果は、増加したGRK4がGABA_B受容体を過度に修飾することで受容体脱感作を引き起こしていることを示唆する。ケタミンがGRK4蛋白の増加にも影響を及ぼしているかどうかは不明であるが、さらに検討を加えていきたいと考えている。
最終的には、日本における緩和医療多施設共同研究チーム(SCORE-G)(代表施設:北里大学病院麻酔科)と共同で、バクロフェン臨床治験、並びにバクロフェン+ケタミンの併用療法による持続的GABAB受容体活性化が可能であるかどうかの治験が行えればと願っている。その前段階となる基盤となるデータをH19年度以降も継続して蓄積していきたいと考えている。

研究成果

• [雑誌論文] Desensitization of GABA_B receptor signaling by formation of protein complexes of GABA_<B2> subunit with GRK4 or GRK5. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kanaide M, Uezono Y, et al.
  • 雑誌名: Journal of cellular physiology 210 ページ: 237-245
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Desensitization of GABA_B receptor signaling by formation of protein complexes of GABA_<B2> subunit with GRK4 or GRK5. (2007)
  • 著者名/発表者名: KANAIDE, M., UEZONO, Y., MATSUMOTO, M., HOJO, M., ANDO, Y., SUDO, Y., SUMIKAWA, K., TANIYAMA, K.
  • 雑誌名: Journal of Cellular Physiology 210 ページ: 237-245
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Pharmacological aspects of the effects of tramadol on G-protein coupled receptors. (2007)
  • 著者名/発表者名: Minami K, Uezono Y
  • 雑誌名: Journal of Pharmacology Sciences (In Press)
  • NAID: 10024312821
• [雑誌論文] Desensitization of GABA_B receptor signaling by formation of protein complexes of GABA_B2 subunit with GRK4 or GRK5. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kanaide M, Uezono Y, et al.
  • 雑誌名: Journal of cellular physiology 210 ページ: 237-245
• [雑誌論文] Coupling of the GABA_B receptor GABA_<B2> subunit to G protein : Evidence from the Xenopus oocyte and baby hamster kidney cell expression system. (2006)
  • 著者名/発表者名: Uezono Y, et al.
  • 雑誌名: American Journal of Physiology - Cell Physiology 269
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The Tramadol Metabolite O-desmethyl tramadol inhibits 5-hydroxytryptamine type 2C receptors expressed in Xenopus oocytes. (2006)
  • 著者名/発表者名: Minami K, Uezono Y, et al.
  • 雑誌名: Pharmacology 77 ページ: 93-99
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Inhibition by selenium compounds of catecholamine secretion due to inhibition of Ca^<2+> influx in bovine adrenal chromaffin cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Uezono Y, et al.
  • 雑誌名: Journal of Pharmacological Sciences 101 ページ: 223-229
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] G protein coupled receptors as targets for anesthetics. (2006)
  • 著者名/発表者名: Minami K, Uezono Y
  • 雑誌名: Current Pharmaceutical Design 12 ページ: 1931-1937
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 自律神経は消化管運動のmajor regulatorか? (2006)
  • 著者名/発表者名: 谷山紘太郎, 上園保仁
  • 雑誌名: 分子消化器病 3 (4) ページ: 6-10
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 消化管運動と消化管運動機能改善薬 (2006)
  • 著者名/発表者名: 上園保仁, 谷山紘太郎
  • 雑誌名: G. I. Research 14 (3) ページ: 45-51
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Coupling of the GABA_B receptor GABA_<B2> subunit to G protein : Evidence from the Xenopus oocyte and baby hamster kidney cell expression system. (2006)
  • 著者名/発表者名: UEZONO, Y., KANAIDE, M., KAIBARA, M., BARZILAI, L., DASCAL, N., SUMIKAWA, K., TANIYAMA, K.
  • 雑誌名: American Journal of Physiology-Cell Physiology 269
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The Tramadol Metabolite O-desmethyl tramadol inhibits 5-hydroxytryptamine type 2C receptors expressed in Xenopus oocytes. (2006)
  • 著者名/発表者名: HORISHITA, T., MINAMI, K., UEZONO, Y., SHIRAISHI, M., OGATA, J., OKAMOTO, T., SATA, T., SHIGEMATSU, A.
  • 雑誌名: Pharmacology 77 ページ: 93-99
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Inhibition by selenium compounds of catecholamine secretion due to inhibition of Ca^<2+> influx in bovine adrenal chromaffin cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: UEZONO, Y., TOYOHIRA, Y., YANAGIHARA, N., WADA, A., TANIYAMA, K.
  • 雑誌名: Journal of Pharmacological Sciences 101 ページ: 223-229
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] G protein coupled receptors as targets for anesthetics. (2006)
  • 著者名/発表者名: MINAMI, K., UEZONO, Y.
  • 雑誌名: Current Pharmaceutical Design 12(15) ページ: 1931-7
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Is autonomic major regulator of the movement in a digestive tube? (Japanese) (2006)
  • 著者名/発表者名: UEZONO, Y., TANIYAMA, K.
  • 雑誌名: Molecular digestive organs disease 3(4) ページ: 6-10
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Movement in digestive tube and function of movement in digestive tube improvement medicine. (Japanese ) (2006)
  • 著者名/発表者名: UEZONO, Y., TANIYAMA, K.
  • 雑誌名: G.I.Research 14(3) ページ: 45-51
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Couping of GABA_B receptors of the GABA_B2 subunit to G proteins : evidence from Xenopus oocytes and baby hamster kidney cell expression system. (2006)
  • 著者名/発表者名: Uezono Y, Kanaide M, et al.
  • 雑誌名: American Journal of Physiology - Cell Physiology 290
• [雑誌論文] The Tramadol Metabolite, O-desmethyl tramadol, inhibits 5-hydroxytryptamine type 2C receptors expressed in Xenopus oocytes. (2006)
  • 著者名/発表者名: Horishita T, Uezono Y, et al.
  • 雑誌名: Pharmacology 77(2) ページ: 93-99
• [雑誌論文] Inhibition by selenium compounds of catecholamine secretion due to inhibition of Ca^2 influx in cultured bovine adrenal chromaffin cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Toyohira Y, Uezono Y, et al.
  • 雑誌名: Journal of Pharmacology Sciences 101(3) ページ: 223-229
  • NAID: 10018236954
• [雑誌論文] Gq protein-coupled receptors as targets for anesthetics. (2006)
  • 著者名/発表者名: Minami K, Uezono Y, et al.
  • 雑誌名: Current Pharmaceutical Design 12 ページ: 1931-1937
• [雑誌論文] Coupling of the GABA_B receptor GABA_<B2> subunit to G protein : Evidence from the Xenopus oocyte and baby hamster kidney cell expression system. (2006)
  • 著者名/発表者名: Uezono Y, Kanaide M, et al.
  • 雑誌名: American Journal of Physiology - Cell Physiology 290
• [雑誌論文] The Tramadol Metabolite, O-desmethyl tramadol, inhibits 5-hydroxytryptamine type 2C receptors expressed in Xenopus oocytes. (2006)
  • 著者名/発表者名: Horishita T, Uezono Y, et al.
  • 雑誌名: Pharmacology (In Press)
• [雑誌論文] Selective blockade of nicotinic acetylcholine receptors by pimobendan, a drug for the treatment of heart failure : reduction of catecholamine secretion and synthesis in adrenal medullary cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Toyohira Y, Uezono Y, et al.
  • 雑誌名: Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology 371 ページ: 107-113
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The effects of the tramadol metabolite o-desmethyl tramadol on muscarinic receptor-induced responses in Xenopus oocytes expressing cloned m1 or m3 receptors. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nakamura M, Uezono Y, et al.
  • 雑誌名: Anesthesia and Analgesia 101 ページ: 180-186
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The effects of neurosteroids : pregnenoron, dehydroepiandrosterone, progesterone on muscarinic receptor-induced responses in Xenopus oocytes expressing cloned M_1 and M_3 receptors. (2005)
  • 著者名/発表者名: Horishita T, Uezono Y, et al.
  • 雑誌名: Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology 371 ページ: 221-228
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 麻酔薬作用機序におけるG蛋白共役型受容体の関与 (2005)
  • 著者名/発表者名: 南 浩一郎, 上園保仁
  • 雑誌名: 麻酔 54 ページ: 118-125
  • NAID: 40006628522
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 消化管自律神経とセロトニン (2005)
  • 著者名/発表者名: 上園保仁, 谷山紘太郎
  • 雑誌名: 自律神経 42 (2) ページ: 77-79
  • NAID: 10016687594
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] セロトニンレセプターは消化管の知覚、運動にどのようにかかわるのか? (2005)
  • 著者名/発表者名: 上園保仁, 谷山紘太郎, et al.
  • 雑誌名: 分子消化器病 2 (3) ページ: 23-32
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Selective blockade of nicotinic acetylcholine receptors by pimobendan, a drug for the treatment of heart failure : reduction of catecholamine secretion and synthesis in adrenal medullary cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: TOYOHIRA, Y., KUBO, T., WATANABE, M., UEZONO, Y., YANAGIHARA, N., IZUMI, F.
  • 雑誌名: Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology 371 ページ: 107-113
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The effects of the tramadol metabolite o-desmethyl tramadol on muscarinic receptor-induced responses in Xenopus oocytes expressing cloned m1 or m3 receptors. (2005)
  • 著者名/発表者名: NAKAMURA, M., MINAMI, K., UEZONO, Y., HORISHITA, T., OGATA, J., SHIRAISHI, M., OKAMOTO, T., TERADA, T., SATA, T.
  • 雑誌名: Anesthesia and Analgesia 101 ページ: 180-186
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The effects of neurosteroids : pregnenoron, dehydroepiandrosterone, progesterone on muscarinic receptor-induced responses in Xenopus oocytes expressing cloned M1 and M3 receptors. (2005)
  • 著者名/発表者名: HORISHITA, T., MINAMI, K., UEZONO, Y.OGATA, J., SHIRAISHI, M., OKAMOTO, T., TERADA, T., SATA, T.
  • 雑誌名: Naunyn Schmiedeberg's Archives of Pharmacology 371 ページ: 221-228
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Involvement of G protein-coupled receptors in the mechanism of anesthetics. (Japanese) (2005)
  • 著者名/発表者名: MINAMI, K., UEZONO, Y.
  • 雑誌名: Anesthetizing 54 ページ: 118-125
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Digestive tube autonomic and serotonin. (Japanese) (2005)
  • 著者名/発表者名: UEZONO, Y., TANIYAMA, K.
  • 雑誌名: Autonomic 42(2) ページ: 77-79
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Is a digestive tube perceived, and how is the serotonin receptor related to the movement? (Japanese) (2005)
  • 著者名/発表者名: MATUMOTO, I., UEZONO, Y., AIKAWA, T., TANIYAMA, K.
  • 雑誌名: Molecular digestive organs disease 2(3) ページ: 23-32
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The effects of the tramadol metabolite O-desmethyl tramadol on muscarinic receptor-induced responses in Xenopus oocytes expressing cloned M1 or M3 receptors. (2005)
  • 著者名/発表者名: Minami K, Uezono Y, et al.
  • 雑誌名: Anesthethia and Analgesia 101(1) ページ: 180-186
• [雑誌論文] The effects of the neurosteroids : Pregnenolone, progesterone and dehydroepiandrosterone on muscarinic receptor-induced responses in Xenopus oocytes expressing M1 and M3 receptors. (2005)
  • 著者名/発表者名: Horishita T, Uezono Y, et al.
  • 雑誌名: Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology 371(3) ページ: 221-228
• [雑誌論文] Selective blockade of nicotinic acetylcholine receptors by pimobendan, a drug for the treatment of heart failure : Reduction of catecholamine secretion and synthesis in adrenal medullary cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Toyohira Y, Uezono Y, et al.
  • 雑誌名: Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology 371(2) ページ: 107-113
• [雑誌論文] The effects of anesthetics on G protein-coupled receptors. (2005)
  • 著者名/発表者名: Minami K, Uezono Y, et al.
  • 雑誌名: Japanese Journal of Anesthesiology 54(2) ページ: 118-125
• [図書] 消化管運動と消化管運動機能改善薬 (2006)
  • 著者名/発表者名: 上園保仁, 谷山紘太郎
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: G.I.Research(先端医学社)