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脊髄Ⅹ層における慢性疼痛発症過程で生じるシナプス可塑性変化の病態解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K17777
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分55050:麻酔科学関連
研究機関新潟大学

研究代表者

大橋 宣子  新潟大学, 医歯学総合病院, 助教 (70706712)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード脊髄Ⅹ層 / 慢性疼痛 / 炎症性疼痛 / ノルアドレナリン / 免疫組織学実験 / 電気生理学実験 / パッチクランプ記録 / 疼痛
研究開始時の研究の概要

慢性疼痛の発症には痛覚伝導路を有する脊髄ⅠからⅥ層の後角ニューロンの可塑性変化が関与すると考えられている。しかし脊髄Ⅹ層にもGABA、グリシンなどの痛覚伝達に関与する神経伝達物質が多く含まれており、また下行性抑制系ニューロンがⅩ層へ投射することが明らかになった。つまり脊髄Ⅹ層が慢性疼痛の発症に関与する可能性が示唆されるが、慢性疼痛時のⅩ層における変化をシナプスレベルで検討した報告はない。本研究の目的は慢性疼痛モデルラットを用いた免疫組織学、電気生理学実験により、Ⅹ層ニューロンに対する痛覚伝達に関与する神経伝達物質の反応を多角的に検討することで、慢性疼痛発症の新しい機序を発見することである。

研究成果の概要

本研究では慢性疼痛で生じるシナプス可塑性変化が脊髄Ⅹ層においても生じているか、炎症性疼痛モデルを用い脊髄Ⅹ層ニューロンにおけるノルアドレナリン (NA)の反応を検討した。
痛み刺激により発現するリン酸化extracellular signal-regulated kinaseの増強をみとめ、in vivo脊髄細胞外記録による活動電位の発生頻度が増加したが、NAによりそれらの反応は抑制された。また脊髄後角におけるin vitroパッチクランプ記録では、NAはⅩ層の抑制性ニューロンシナプス前終末のα1A 受容体、およびシナプス後膜のα2受容体を活性化することで、炎症性疼痛に対し鎮痛効果を発揮した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では慢性疼痛発症過程で生じるシナプス可塑性変化が脊髄Ⅹ層においても生じているか、Ⅹ層ニューロンに対する痛覚伝達に関与する神経伝達物質であるNAの反応を検討した。その結果、慢性疼痛として炎症性疼痛モデルラットを用いNAは脊髄X層の抑制性ニューロンに作用することで炎症性疼痛に対し鎮痛効果を発揮していることが示された。つまり本研究は慢性疼痛時の脊髄Ⅹ層におけるNAの変化をシナプスレベルで検討した世界で最初の研究であるといえる。また本研究はin vivo脊髄細胞外記録およびin vitro脊髄パッチクランプ記録を用いたが、この手法が行える施設は世界的にも非常に数が少なく意義が高い研究といえる。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2022 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Norepinephrine Restores Inhibitory Tone of Spinal Lamina X Circuitry, thus Contributing to Analgesia Against Inflammatory Pain2022

    • 著者名/発表者名
      Nobuko Ohashi, Daisuke Uta, Masayuki Ohashi, Hiroshi Baba
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: 490 ページ: 224-235

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2022.03.023

    • 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
  • [学会発表] 脊髄Ⅹ層におけるノルアドレナリンの鎮痛機序2020

    • 著者名/発表者名
      大橋 宣子、大橋 正幸、馬場 洋
    • 学会等名
      日本麻酔科学会 第67回学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2023-01-30  

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