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Fos-TRAP法による脳内痛みニューロンの機能的同定とその慢性痛での役割の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K09207
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分55050:麻酔科学関連
研究機関東京慈恵会医科大学

研究代表者

高橋 由香里  東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (20613764)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード扁桃体 / 腕傍核 / 活動依存的分子発現 / 痛みの慢性化 / シナプス可塑性 / 痛みネットワーク / 痛み情動 / 中脳水道周囲灰白質
研究開始時の研究の概要

近年開発されたFos-TRAP法(活性化細胞集団標的遺伝子組換え法)を用い、「痛み活性化ニューロン」、「痛み特異的シナプス」の特異的・選択的な刺激・抑制の影響を解析することで、慢性痛の脳内メカニズムをニューロン・シナプス・ネットワークの水準で明らかにする。痛みの慢性化進行における時間限局的な分子発現コントロール、光遺伝学・化学遺伝学的神経活動操作、および、形態学的・電気生理学的解析を組み合せる多面的アプローチにより、痛み活性化ニューロン、および、痛みネットワークの可塑的変化機構の詳細を解明する。

研究成果の概要

非器質性に維持される慢性痛の本態である痛みの脳内可塑的変化の機構の解明を目指し、特定の状態で活動したニューロンのみに人工機能分子を発現させる実験手法「Fos-TRAP法」を導入することにより、多様な機能を担うニューロンの中から痛みで活性化したニューロンを機能特異的に標識・操作・解析した。炎症性侵害刺激で活性化される痛み上行路、腕傍核-扁桃体中心核経路において、痛み活性化ニューロン同士の腕傍核-扁桃体中心核興奮性シナプスは、非特異的腕傍核-痛み活性化扁桃体中心核ニューロン間のシナプスに比べて強い機能的結合を示す事実を見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年開発・実用化されてきた神経活動依存的特異的分子発現法を駆使し、痛みによって活性化するニューロン・シナプス伝達(これらを「痛み活性化ニューロン」、「痛み特異的シナプス」、と呼ぶ)のみを抽出し、解析することで、神経核同士の結合をまとめて解析する従来の手法では見出しえなかった機能特異的シナプス結合の特徴を明らかにしたことは学術的に新規性が高く、意義がある。また、近年提唱された、痛覚変調性疼痛の背景に、本研究で明らかにしたような痛み特異的シナプス伝達の可塑的変化が関与する可能性が示唆され、さらにメカニズム解明を継続することで中枢性の痛みの治療法開発に大きく寄与する知見が得られることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Delivery-Dependent Shift in Oxytocin-Responsive Cell Population in the Central Amygdala of the Female Rat2022

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Jiro、Nagase Masashi、Sato Naoko、Takahashi Yukari、Okamoto Aikou、Kato Fusao
    • 雑誌名

      Neuroendocrinology

      巻: 113 号: 1 ページ: 48-63

    • DOI

      10.1159/000525860

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Attenuation of widespread hypersensitivity to noxious mechanical stimuli by inhibition of GABAergic neurons of the right amygdala in a rat model of chronic back pain2022

    • 著者名/発表者名
      Tokunaga Ryota、Takahashi Yukari、Touj Sara、Hotta Harumi、Leblond Hugues、Kato Fusao、Piche Mathieu
    • 雑誌名

      European Journal of Pain

      巻: 26 号: 4 ページ: 911-928

    • DOI

      10.1002/ejp.1921

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [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 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sustained microglial activation in the area postrema of collagen-induced arthritis mice2021

    • 著者名/発表者名
      Matsushita Takayuki、Otani Kazuhiro、Oto Yohsuke、Takahashi Yukari、Kurosaka Daitaro、Kato Fusao
    • 雑誌名

      Arthritis Research & Therapy

      巻: 23 号: 1 ページ: 273-273

    • DOI

      10.1186/s13075-021-02657-x

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Input-dependent synaptic suppression by pregabalin in the central amygdala in male mice with inflammatory pain2021

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Sumii、Takahashi Yukari、Kato Fusao
    • 雑誌名

      Neurobiology of Pain

      巻: 10 ページ: 100078-100078

    • DOI

      10.1016/j.ynpai.2021.100078

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 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
  • [学会発表] Upstream regions underlying central amygdala activation in inflammatory pain2023

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Y, Okuda T, Uchiyama S, Kato F.
    • 学会等名
      日本生理学会第100回記念大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] The structures that excite the central amygdala neurons and pain network in orofacial inflammatory pain2022

    • 著者名/発表者名
      Okuda T, Uchiyama S, Sato N, Takahashi Y, Kato F.
    • 学会等名
      FENS Forum 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 広汎性痛覚過敏を生み出す扁桃体可塑的変化2021

    • 著者名/発表者名
      高橋由香里, 矢島愛美, 杉本真理子, 宮沢祐太, 内山瑳和子, 奥田崇雄, 加藤総夫.
    • 学会等名
      第43回日本疼痛学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 腕傍核ー扁桃体システムによる内臓感覚情報処理機構2021

    • 著者名/発表者名
      高橋由香里
    • 学会等名
      第126回日本解剖学会総会・全国学術集会 第98回日本生理学会大会 合同大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 口唇部炎症による慢性痛の成立過程における 扁桃体の関与と意義2020

    • 著者名/発表者名
      高橋由香里
    • 学会等名
      第25回日本口腔顔面痛学会総会・学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 侵害受容情報特異的な腕傍核-扁桃体投射のfunctional synaptomics2020

    • 著者名/発表者名
      奥田崇雄,徳永亮太,杉村弥恵,高橋由香里,加藤総夫
    • 学会等名
      第250回生理学東京談話会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] 決定版 ウイルスベクターによる遺伝子導入実験ガイド : 培養細胞から個体まで、研究を飛躍させる実践テクニックのすべて2020

    • 著者名/発表者名
      杉村弥恵,奥田崇雄,高橋由香里,加藤総夫(編集:平井宏和,日置寛之,小林和人)
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      9784758122474
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 慈恵医大 総合医科学研究センター 神経科学研究部

    • URL

      http://www.jikei-neuroscience.com/website/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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