• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

中脳辺縁ドパミン神経系の鎮痛機序とその可塑性に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 22K09079
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
研究機関埼玉医科大学

研究代表者

小幡 英章  埼玉医科大学, 医学部, 教授 (20302482)

研究分担者 加藤 孝一  国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所 ラジオアイソトープ管理室, 室長 (50382198)
須藤 貴史  群馬大学, 医学部附属病院, 講師 (60739621)
紺野 愼一  福島県立医科大学, 医学部, 教授 (70254018)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (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)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード内因性鎮痛系 / 腹側被蓋野 / 側坐核
研究開始時の研究の概要

腹側被蓋野から側坐核に投射する中脳辺縁ドパミン神経系は報酬系として知られるが、鎮痛作用も有することが明らかになってきた。慢性痛時には報酬系が抑制されると報告されていることから、中脳辺縁ドパミン神経系の鎮痛作用も減弱し、これに脳ミクログリアの活性化が関与するとの仮説を立てた。
本研究の目的は以下の3つである。第1に内因性鎮痛系としての中脳辺縁ドパミン神経系の機能とその機序を調べる、第2に中脳辺縁ドパミン神経系の慢性痛時での可塑性を調べる、第3に慢性痛時の腹側被蓋野と側坐核でのミクログリア活性化の経時的変化をPETで調べることである。

研究実績の概要

本研究の当初の目的は3つあり、目的1は内因性鎮痛系としての中脳辺縁ドパミン神経系の機序を調べ、目的2ではその可塑性をラットの慢性痛動物で検討することである。内因性鎮痛機能の測定はNoxious stimulation induced analgesia(NSIA)によって測定した。すなわちカプサイシンによる痛み刺激を前肢に加えた時に起こる鎮痛効果を後肢で判定する。正常ラットで認められるNSIAは、慢性痛の動物モデルでは認められなくなる。これまでに、ラットの椎間板ヘルニアモデルにおいて検討をすすめてきた(福島県立医科大学整形外科との共同研究)。従来から知られているラットの椎間板ヘルニアモデルを作成し、さらにこの動物に身体拘束ストレスを加えた(6h/日を5回/週で4週間)。これによって椎間板ヘルニア作成から28日後でも下肢の疼痛閾値は低下したままで、慢性痛が継続することが明らかになった。さらにこの動物を用いて、カプサイシンを投与して痛みを与え、側坐核でのドパミン放出を非拘束群と比較したところ、拘束群ではドパミン放出が低下していた。このことから慢性痛動物では、中脳辺縁ドパミン神経系の機能不全が起こっていることが示唆された。
我々は新たに注意欠陥多動性障害(ADHD)の動物モデルである本態性高血圧自然発症ラット(SHR)を研究に取り入れ痛みに関する研究を行ってきた。SHRではNSIAつまり内因性鎮痛が減弱しており、足底切開による術後痛モデルを作成すると、正常動物よりも痛覚過敏が長く続いたが、アトモキセチンの投与によってこの現象は抑えられた。
一方で目的3ではラットの神経障害性疼痛モデル(Spinal nerve ligation: SNL)を用いて脳でのミクログリアの発現をPETで観察し、正常動物との比較を行っている(国立精神・神経医療研究センター、群馬大学麻酔科との共同研究)。これまでに各8匹ずつ撮影が終わっており解析中である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

目的3のラット脳ミクログリアのPET研究は順調に進んでおり、現在、脳の部位ごと解析中である。目的1と2に関して慢性痛モデルを用いた研究では、椎間板ヘルニアモデルを用いた研究は順調に進んでいる。一方で正常動物を用いた、痛み刺激に対する中脳辺縁ドパミン神経系の反応性の検討と、神経障害性疼痛モデル(SNL)を用いたその可塑性に関する研究は遅れている。研究全体として進捗状況は、おおむね順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

2024年度も研究計画に沿って進める。目的1と2では慢性痛状態における中脳辺縁ドパミン神経系の可塑的変化について、正常動物との比較をすることで研究を進める。慢性痛モデルは、ラットの椎間板ヘルニアモデルに身体拘束ストレスを加えた動物と、神経障害性疼痛のモデルであるSNLを用いる。椎間板ヘルニアモデルでは腹側被蓋野のドパミン細胞D2受容体にクレリコンビナーゼが導入されているラット(D2-Creラット)を用いて、光遺伝学的もしくは薬理遺伝学的に中脳辺縁ドパミン神経系を興奮もしくは抑制して変化を観察する。神経障害性疼痛モデルでは内因性鎮痛機能が低下しているSHRラットを使用してSHR-SNLモデルを新たに作成し、行動実験等によって違いを見出す。目的3に関しても研究計画に沿って進める。ラットの脳ミクログリアの発現を特異的トレーサー [11C]PBR28を用いてPETで定量化する、ラットSNLモデルの作成前、作成後2W、1M、2M、3M (12W後) に撮影して、正常ラットと比較する。その後に、脳地図を用いて脳の部位ごとにミクログリア発現量を定量化する。目的3においては特に腹側被蓋野・側坐核のミクログリアの発現を調べる。現在は解析中であり、有意差がある部位に関しては、免疫組織化学で詳細に解析する予定である。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] ADHDが慢性疼痛を引き起こす中枢性感作のメカニズム2024

    • 著者名/発表者名
      笠原諭、須藤貴史、高橋美和子、森田泰斗、小幡英章、丹羽真一
    • 雑誌名

      臨床麻酔

      巻: 48 ページ: 51-61

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 「痛覚変調性疼痛の神経メカニズム」:下行性疼痛制御系の可塑性と意義2024

    • 著者名/発表者名
      小幡英章
    • 雑誌名

      ペインクリニック

      巻: 45 ページ: 255-261

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Rat model of attention-deficit hyperactivity disorder exhibits delayed recovery from acute incisional pain due to impaired descending noradrenergic inhibition2023

    • 著者名/発表者名
      Suto Takashi、Kato Daiki、Koibuchi Ikuya、Arai Yuki、Ohta Jo、Hiroki Tadanao、Obata Hideaki、Saito Shigeru
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 5526-5526

    • DOI

      10.1038/s41598-023-32512-9

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Spinal γ-Aminobutyric Acid Interneuron Plasticity Is Involved in the Reduced Analgesic Effects of Morphine on Neuropathic Pain2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Tadanao、Suto Takashi、Ohta Jo、Saito Shigeru、Obata Hideaki
    • 雑誌名

      The Journal of Pain

      巻: 23 号: 4 ページ: 547-557

    • DOI

      10.1016/j.jpain.2021.10.002

    • 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] The efficacy of duloxetine depends on spinal cholinergic plasticity in neuropathic pain model rats2022

    • 著者名/発表者名
      Kato Daiki、Suto Takashi、Obata Hideaki、Saito Shigeru
    • 雑誌名

      IBRO Neuroscience Reports

      巻: 12 ページ: 188-196

    • DOI

      10.1016/j.ibneur.2022.02.004

    • 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] Effectiveness of ultrasound-guided fascia hydrorelease on the coracohumeral ligament in patients with global limitation of the shoulder range of motion: a pilot study2022

    • 著者名/発表者名
      Kimura Hiroaki、Suda Masei、Kobayashi Tadashi、Suzuki Shigeki、Fukui Sho、Obata Hideaki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 19782-19782

    • DOI

      10.1038/s41598-022-23362-y

    • 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] Randomized active-controlled study of a single preoperative administration of duloxetine to treat postoperative pain and numbness after posterior lumbar interbody fusion surgery2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Tadanao、Fujita Nao、Suto Takashi、Suzuki Hideo、Tsukamoto Noboru、Ohta Jo、Saito Shigeru、Obata Hideaki
    • 雑誌名

      Medicine

      巻: 101 号: 50 ページ: e32306-e32306

    • DOI

      10.1097/md.0000000000032306

    • 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
  • [学会発表] 整形外科患者におけるADHDスクリーニング陽性率は40%と非常に高く、ADHD陽性者では不安やうつ、破局的思考が有意に強かった2023

    • 著者名/発表者名
      中野裕子、笠原諭、大石理江子、小幡英章、大谷晃司、井上聡己
    • 学会等名
      日本麻酔科学会第70回学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Duloxetineの術前投与が腰椎後方椎体間固定術術後痛やしびれ症状へ及ぼす効果の検討2022

    • 著者名/発表者名
      廣木忠直、藤田尚、鈴木英雄、塚本昇、須藤貴史、小幡英章
    • 学会等名
      日本麻酔科学会第69回学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 下行性抑制系の機能回復による神経障害性疼痛の治療2022

    • 著者名/発表者名
      小幡英章
    • 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] 身体拘束ストレス下におけるラット髄核留置モデルでは、疼痛刺激後の側坐核におけるドパミン放出量は低下する2022

    • 著者名/発表者名
      渡辺剛広、関口美穂、小幡英章、紺野愼一
    • 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] 薬理遺伝的アプローチによる青斑核-内側前頭前野皮質の行動学的解析と慢性期神経障害性疼痛モデルにおける機能的変化2022

    • 著者名/発表者名
      太田淨、廣木忠直、須藤貴史、小幡英章、加藤房夫
    • 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] Spinal nerve ligation(SNL)術後早期から慢性期にかけての誘発痛・自発痛の時間経過2022

    • 著者名/発表者名
      須藤貴史、太田淨、小幡英章、齋藤繁
    • 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

URL: 

公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi