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オプトジェネティクスを用いた神経障害性疼痛モデルマウスの作製と疼痛機序の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K08925
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
研究機関宮崎大学

研究代表者

丸田 豊明  宮崎大学, 医学部, 講師 (20363591)

研究分担者 黒木 未央  宮崎大学, 医学部, 技能補佐員 (90706483)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023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)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード疼痛 / 神経障害性疼痛 / ナトリウムチャネル / Nav1.7 / Nav1.8 / Nav1.9 / オプトジェネティクス / 脊髄後根神経節 / 電位依存性ナトリウムチャネル / NaV1.7 / NaV1.8 / NaV1.9 / 脊髄後根神経 / マウス
研究開始時の研究の概要

申請者は青色光照射で疼痛行動を起こすNaV1.7-ChR2マウス、NaV1.8-ChR2マウス、NaV1.9-ChR2マウスを独自に作製している。本研究では、これらの遺伝子組換えマウスを用いて、青色光を足底に長時間光照射して神経障害性疼痛モデルマウスを作製し、神経障害性疼痛発症におけるそれぞれの電位依存性Na+チャネルの関わりや細胞内機序を解明する。

研究成果の概要

申請者は、オプトジェネティクスを痛み研究に応用し、痛みに関与する電位依存性Na+チャネルとChR2を脊髄後根神経節ニューロンに共発現させ、青色光照射で各Na+チャネルサブタイプが発現しているニューロンのみを興奮させ疼痛反応を生じさせることができる光応答性疼痛マウス(NaV1.7-ChR2、NaV1.8-ChR2、NaV1.9-ChR2マウスの3系統)を開発した。本研究では、これらの光応答性疼痛マウスを用いて、長時間光照射により各電位依存性Na+チャネルが発現した神経線維を特異的に興奮させ続けることで神経障害性疼痛モデルを作製し、脊髄後角でのc-Fos陽性細胞の増加を観察した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

神経障害性疼痛の発症機序は複雑で、それが機序解明と根本治療の確立を難しくしている。申請者が開発した光応答性疼痛マウスに光照射することで作製した神経障害性疼痛モデルは、外科的侵襲なしに、痛みを司る神経自体を刺激するというシンプルな方法で作製している。そのため、このモデルを使用すると神経障害性疼痛での細胞内における発症メカニズムを正確に解明することがで切ると考えている。そして、根本的な発症機序を解明できれば、神経障害性疼痛の治療法確立につながることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件) 図書 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Changes in TRPV1 Receptor, CGRP, and BDNF Expression in Rat Dorsal Root Ganglion with Resiniferatoxin-Induced Neuropathic Pain: Modulation by Pulsed Radiofrequency Applied to the Sciatic Nerve2023

    • 著者名/発表者名
      Koshida T., Maruta T., Tanaka N., Hidaka K., Kurogi M., Nemoto T., Yanagita T., Takeya R., Tsuneyoshi I.
    • 雑誌名

      Acta Medica Okayama

      巻: 77 号: 4 ページ: 359-364

    • DOI

      10.18926/AMO/65741

    • URL

      https://ousar.lib.okayama-u.ac.jp/65741

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Epidural Anesthesia and Continuous Epidural Analgesia in a Pediatric Patient With Pelizaeus-Merzbacher Disease: A Case Report.2022

    • 著者名/発表者名
      Toyoaki Maruta, Yumi Watanabe, Yukiko Nagata, Rina Kashino, Isao Tsuneyoshi
    • 雑誌名

      Cureus

      巻: 14

    • DOI

      10.7759/cureus.29983

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Selective optogenetic activation of NaV1.7-expressing afferents in NaV1.7-ChR2 mice induces nocifensive behavior without affecting responses to mechanical and thermal stimuli.2022

    • 著者名/発表者名
      Toyoaki Maruta, Kotaro Hidaka, Satoshi Kouroki, Tmohiro Koshida, Mio Kurogi, Yohko Kage, Seiya Mizuno, Tetsuro Shirasaka, Toshihiko Yanagita, Satoru Takahashi, Ryu Takeya, Isao Tsuneyoshi
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 17 号: 10 ページ: e0275751-e0275751

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0275751

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Extracellular signal-regulated kinase phosphorylation enhancement and Na V 1.7 sodium channel upregulation in rat dorsal root ganglia neurons contribute to resiniferatoxin-induced neuropathic pain: The efficacy and mechanism of pulsed radiofrequency therapy2022

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Hidaka, Toyoaki Maruta, Tomohiro Koshida, Mio Kurogi, Yohko Kage, Satoshi Kouroki, Tetsuro Shirasaka, Ryu Takeya, Isao Tsuneyoshi
    • 雑誌名

      Molecular pain

      巻: 18 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1177/17448069221089784

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Satoshi Kouroki, Toyoaki Maruta, Isao Tsuneyoshi2022

    • 著者名/発表者名
      Effect of cryoprecipitate on an increase in fibrinogen level in patients with excessive intraoperative blood loss: a single-center retrospective study
    • 雑誌名

      JA clinical reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 27-27

    • DOI

      10.1186/s40981-022-00516-5

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The diagnostic and prognostic value of mature and total adrenomedullin for sepsis: a prospective observational study2021

    • 著者名/発表者名
      Tetsu Yonaha, Toyoaki Maruta, Go Otao, Koji Igarashi, Sayaka Nagata, Takeshi Yano, Masahiko Taniguchi, Kazuo Kitamura, Isao Tsuneyoshi
    • 雑誌名

      Anaesthesiology intensive therapy

      巻: 53 号: 5 ページ: 411-417

    • DOI

      10.5114/ait.2021.111345

    • 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] The usefulness of plasma levels of mature and total adrenomedullin as biomarkers indicating the magnitude of surgical stress responses: A single-center, prospective, observational study2021

    • 著者名/発表者名
      Go Otao, Toyoaki Maruta, Tetsu Yonaha, Koji Igarashi, Sayaka Nagata, Kazuo Kitamura, Isao Tsuneyoshi
    • 雑誌名

      Journal of translational research

      巻: 7 ページ: 302-310

    • 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] Comparison of opioid local anesthetic combination regimens using the number of self-administrated boluses in patient-controlled epidural analgesia after cesarean section: A retrospective single-center study2021

    • 著者名/発表者名
      Go Otao, Toyoaki Maruta, Isao Tsuneyoshi
    • 雑誌名

      Medicine

      巻: 100 号: 17 ページ: e25560-e25560

    • DOI

      10.1097/md.0000000000025560

    • 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
  • [学会発表] 光応答性疼痛モデルマウスを用いた疼痛研究2023

    • 著者名/発表者名
      丸田豊明、興梠聡志、日髙康太郎、武谷立、恒吉勇男
    • 学会等名
      第7回 黒潮カンファレンス
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 光を当てると痛がる!? ~オプトジェネティクスを応用した新規疼痛モデル動物の模索~2023

    • 著者名/発表者名
      丸田豊明
    • 学会等名
      第13回 トランスポーター研究会九州部会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] パルス高周波療法によるTRPV1、CGRP、BDNFの変化:レシニフェラトキシン誘発性疼痛ラット脊髄後根神経節での検討2022

    • 著者名/発表者名
      越田智広、丸田豊明、日髙康太郎、興梠聡志、恒吉勇男
    • 学会等名
      第44回日本疼痛学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] オプトジェネティクスを用いた光による痛み制御:ナトリウムチャネルNaV1.7・ NaV1.8・NaV1.9を標的とした遺伝子改変マウスの開発と疼痛行動の比較2022

    • 著者名/発表者名
      丸田豊明、興梠聡志、日髙康太郎、越田智広、白阪哲朗、恒吉勇男
    • 学会等名
      第69回日本麻酔科学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 帯状疱疹後神経痛モデルラットにおける高周波パルス療法の作用機序の検討2021

    • 著者名/発表者名
      日高康太郎、丸田豊明、越田智広、興梠聡志、白阪哲朗、恒吉勇男
    • 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] Resiniferatoxin誘発性疼痛ラットでのTramadol治療後の高周波パルス療法の有効性と作用機序の検討2021

    • 著者名/発表者名
      ○日高康太郎、丸田豊明、門田瑤子、興梠聡志、越田智広、渡部由美、山賀昌治、恒吉勇男
    • 学会等名
      第55回日本ペインクリニック学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] くすりがわかる 作用機序×使い方×観察・ケア2023

    • 著者名/発表者名
      柳田俊彦 他
    • 総ページ数
      452
    • 出版者
      南山堂
    • ISBN
      9784525500719
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [図書] 麻酔科トラブルシューティング A to Z 第2版2022

    • 著者名/発表者名
      丸田豊明、他
    • 総ページ数
      629
    • 出版者
      文光堂
    • ISBN
      9784830628535
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] 研究内容

    • URL

      http://www.med.miyazaki-u.ac.jp/home/masui/research/researchcontent/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 研究業績

    • URL

      http://www.med.miyazaki-u.ac.jp/home/masui/research/performance/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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