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全身性炎症による脳内痛みネットワークの可塑的変化と痛覚過敏への関与の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K16932
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分51030:病態神経科学関連
研究機関東京慈恵会医科大学

研究代表者

杉村 弥恵  東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (20825997)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード全身性炎症 / 外側腕傍核 / 扁桃体中心核 / 中脳水道周囲灰白質 / カルシトニン遺伝子関連ペプチド / シナプス伝達 / 痛覚過敏 / 炎症 / 腕傍核 / 扁桃体 / 光遺伝学 / 化学遺伝学
研究開始時の研究の概要

痛みは「不快な感覚的・情動的体験」であり、慢性痛に伴う痛覚過敏は通常は無~低侵害性の刺激が強い痛みを生じさせるため、患者を苦しめる。全身性炎症による痛覚過敏には脳内痛みネットワークの可塑的変化が関与していると想定されるが、その詳細な機序は未解明である。本研究では1)全身性炎症における侵害受容情報や炎症情報を伝達する腕傍核―扁桃体中心核 (CeA) 経路およびCeA局所回路と出力系の可塑的変化、2)痛覚過敏に関わる投射依存的・分子マーカー特異的なCeAの細胞集団を明らかにする。脳内痛みネットワークの可塑的変化が痛覚過敏を引き起こす機序を解明することで、難治化する慢性痛の治療法の確立につなげる。

研究成果の概要

炎症が痛みを引き起こす仕組みを解明するために,痛覚過敏を呈する全身性炎症モデルマウスを用いて,炎症・侵害受容情報を処理する外側腕傍核 (LPB) ,その入力を統合する扁桃体中心核 (CeA),そして,疼痛閾値を制御する中脳水道周囲灰白質 (PAG)を結ぶ神経回路のシナプス伝達を解析した.PAGに投射するCeAニューロンがLPBからの直接的興奮性入力とCeA局所回路を介した間接的抑制性入力を受ける事実,および,全身性炎症がこの興奮性入力を増大しCeA局所回路活動の変調を生じさせる事実を明らかにした.炎症による痛覚過敏の発症にこれらの扁桃体シナプス伝達の可塑的変化が関与する可能性が示された.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は初めてPAGに投射するCeAニューロンからLPB由来シナプス入力に対する応答を記録した.これまで離れた神経核を結ぶネットワークをシナプスレベルで詳細に解析することは技術的に困難であったため,本研究で得られたデータは貴重である.痛覚過敏を呈する全身性炎症モデルにおいてLPB-CeAシナプス伝達の可塑的変化を捉えたことは今後の痛みに関する脳内ネットワークの全容解明と痛覚過敏を伴う慢性痛の新たな治療法の開発に寄与すると期待される.

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021 2020 2019

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 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Acetaminophen and pregabalin attenuate central sensitization in rodent models of nociplastic widespread pain2022

    • 著者名/発表者名
      Manami Yajima, Mariko Sugimoto, Yae K.Sugimura, Yukari Takahashi, Fusao Kato
    • 雑誌名

      Neuropharmacology

      巻: 210 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1016/j.neuropharm.2022.109029

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Active role of the central amygdala in widespread mechanical sensitization in rats with facial inflammatory pain.2021

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto M, Takahashi Y, Sugimura YK, Tokunaga R, Yajima M, Kato F.
    • 雑誌名

      Pain

      巻: Publish Ahead of Print 号: 8 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1097/j.pain.0000000000002224

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Primary Role of the Amygdala in Spontaneous Inflammatory Pain- Associated Activation of Pain Networks - A Chemogenetic Manganese-Enhanced MRI Approach.2019

    • 著者名/発表者名
      Daigo Arimura, Kei Shinohara, Yukari Takahashi, Yae K Sugimura, Mariko Sugimoto, Tomokazu Tsurugizawa, Keishi Marumo, Fusao Kato
    • 雑誌名

      Frontiers in neural circuits

      巻: 13 ページ: 58-58

    • DOI

      10.3389/fncir.2019.00058

    • 関連する報告書
      2019 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] 電気生理学的実験手技を用いた腕傍核-扁桃体シナプス伝達の可塑的変化機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      杉村弥恵
    • 学会等名
      第43回日本疼痛学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 炎症が痛みの上行性・下行性経路に関わる扁桃体中心核ニューロンに及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      杉村弥恵 高橋由香里 奥田崇雄 徳永 亮太 加藤 総夫
    • 学会等名
      生理学研究所 痛みの研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 炎症による痛みネットワーク可塑的変化における扁桃体の役割2021

    • 著者名/発表者名
      杉村弥恵 高橋由香里 奥田崇雄 徳永亮太 加藤 総夫
    • 学会等名
      第98回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 侵害受容扁桃体可塑性と炎症性疼痛2019

    • 著者名/発表者名
      杉村弥恵、加藤総夫、高橋由香里、Masoumeh Ghaemi-Jandabi、Zahra Ghasemi
    • 学会等名
      第41回日本疼痛学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Pain-related plasticity in the synaptic transmission from the central amygdala to the periaqueductal grey2019

    • 著者名/発表者名
      Yae K Sugimura, Masoumeh Ghaemi-Jandabi, Zahra Ghasemi, Yukari Takahashi, Fusao Kato
    • 学会等名
      48th Naito Conference on Integrated Sensory Sciences ― Pain, Itch, Smell and Taste
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Functional and molecular dissection of nociceptive amygdala2019

    • 著者名/発表者名
      Yae K. Sugimura, Daigo Arimura, Yukari Takahashi, Fusao Kato
    • 学会等名
      8th Asian Pain Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 実験医学別冊 決定版 ウイルスベクターによる遺伝子導入実験ガイド2020

    • 著者名/発表者名
      平井宏和,日置寛之,小林和人 (編集)
    • 総ページ数
      285
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      9784758122474
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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