蛍光タンパク発現マウスを用いた感覚系入出力における脊髄神経回路網の３次元機能解析

• 研究課題/領域番号: 25293137
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 疼痛学
• 研究機関: 関西医科大学
• 研究代表者: 伊藤 誠二 関西医科大学, 医学部, 教授 (80201325)
• 研究分担者: 松村 伸治 関西医科大学, 医学部, 講師 (70276393) ; 西田 和彦 関西医科大学, 医学部, 助教 (80448026) ; 矢尾 育子 関西医科大学, 医学部, 准教授 (60399681)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2015年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2014年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2013年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
• キーワード: 多光子励起顕微鏡 / 脊髄後角 / 神経回路網 / 子宮内遺伝子導入 / トランスジェニックマウス / 皮膚刺激 / Ca2+応答 / 形態変化 / 三叉神経脊髄路核 / in vivo / かゆみ刺激

研究成果の概要

本研究では、神経系に蛍光タンパクを発現させたマウスを用いて、in vivoで皮膚刺激による感覚入力を情報処理する脊髄後角の神経回路網の３次元機能解析系を多光子励起顕微鏡で確立し、解析を行った。
1回の皮膚刺激により応答する細胞が数10個同時に観察され、脊髄後角の表層では熱や機械的刺激に、深層では触刺激に応答するニューロンが多数存在することを示し、脊髄後角ニューロンの刺激－応答図を作成した。
炎症性疼痛モデルを作製し、脊髄の神経線維上に新たなシナプスが形成され、その数が経時的に増加すること、グルタミン酸受容体拮抗薬で抑制されることを明らかにした。本研究は研究計画にそって順調に進んだと考える。

研究成果

• [雑誌論文] Role of c-Jun N-terminal kinase in late nerve regeneration monitored by in vivo imaging of thy1-yellow fluorescent protein transgenic mice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nguyen H. T., Katano, T., Matsumura, S., Pham M. V., Muratani, T., Minami, T. and Seiji Ito.
  • 雑誌名: Eur. J. Neurosci. 巻: 43 号: 4 ページ: 548-560
  • DOI: 10.1111/ejn.13139
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] In vivo two-photon imaging of structural dynamics in the spinal dorsal horn in an inflammatory pain model. (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsumura S, Taniguchi W, Nishida K, Nakatsuka T, Ito S
  • 雑誌名: European Journal of Neuroscience 巻: 41 号: 7 ページ: 987-995
  • DOI: 10.1111/ejn.12837
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Comparison of mechanisms of allodynia induced by acromelic acid A between early and late phases. (2015)
  • 著者名/発表者名: Omoto H, Matsumura S, Kitano M, Miyazaki S, Minami T, Ito S.
  • 雑誌名: European Journal of Pharmacology 巻: In Press ページ: 42-48
  • DOI: 10.1016/j.ejphar.2015.03.075
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide is regulated by alternative splicing of transcriptional repressor REST/NRSF in nerve injury. (2015)
  • 著者名/発表者名: Shudo, Y., Shimojo, M., Fukunaga, M. and Ito, S.
  • 雑誌名: Life Sciences 巻: 143 ページ: 174-181
  • DOI: 10.1016/j.lfs.2015.10.033
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential regulation of RNA-ending enzymes, ADAR1 and ADAR2, expression by 5-aza-2’-deoxycytidine and trichostatin A in human neuronal SH-SY5Y cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Uchida, H. and Ito, S.
  • 雑誌名: Neuroreport 巻: 26 号: 18 ページ: 1089-1094
  • DOI: 10.1097/wnr.0000000000000474
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nocistatin: milestone of one decade of research. (2015)
  • 著者名/発表者名: Okuda-Ashitaka, E., Ito, S.
  • 雑誌名: Current pharmaceutical design 巻: 21 号: 7 ページ: 868-884
  • DOI: 10.2174/1381612820666141027112451
• [雑誌論文] Involvement of endothelin B receptor in peripheral nerve regeneration using sciatic nerve transection-regeneration model. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nguyen H. T., Katano, T., Matsumura, S. and Ito, S.
  • 雑誌名: Pain Research 巻: 30 号: 3 ページ: 167-172
  • DOI: 10.11154/pain.30.167
  • NAID: 130005093937
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] 脊髄に起因する痛み～脊髄の構造と慢性化をおこす中枢性感作～Chronic pain is induced by central sensitization in spinal dorsal horn. (2015)
  • 著者名/発表者名: 片野泰代、伊藤誠二
  • 雑誌名: Practice of Pain Management 巻: 6 ページ: 22-25
• [雑誌論文] 神経障害性痛の臨床 (2015)
  • 著者名/発表者名: 伊藤誠二
  • 雑誌名: 痛みのScience & Practice 巻: 8
• [雑誌論文] Transcriptional mechanisms link epithelial plasticity to adhesion and differentiation of epidermal progenitor cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Lee, B., Villarreal-Ponce, A., Fallahi, M., Ovadia, J., Sun, P., Yu, Q.C., Ito, S., Sinha, S., Nie, Q. and Dai, X.
  • 雑誌名: Developmental cell 巻: 29 号: 1 ページ: 47-58
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2014.03.005
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Three-dimensional distribution of sensory stimulation-evoked neuronal activity of spinal dorsal horn neurons analyzed by in vivo calcium imaging (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishida K, Matsumura S, Taniguchi W, Uta D, Furue H, Ito S.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9(8) 号: 8 ページ: e103321-e103321
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0103321
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification of nitrated tyrosine residues of protein kinase G-Ia by mass spectrometry. (2014)
  • 著者名/発表者名: Lu J, Yao I, Shimojo M, Katano T, Uchida H, Setou M, Ito S
  • 雑誌名: Analytical and bioanalytical chemistry 巻: 406 号: 5 ページ: 1387-1396
  • DOI: 10.1007/s00216-013-7535-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of Nax sodium channel in peripheral nerve regeneration via lactate signaling. (2013)
  • 著者名/発表者名: Unezaki, S., Katano, T., Hiyama, T.Y., Nguyen, H. T., Yoshii, S., Noda, M., and Ito, S.
  • 雑誌名: European Journal of Neuroscience 巻: 39 号: 5 ページ: 720-729
  • DOI: 10.1111/ejn.12436
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 脊髄後角における新規慢性疼痛関連分子の同定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 片野泰代、福田正史、山崎真耶、阿部学、渡辺雅彦、古江秀昌、矢尾育子、西田和彦、奥村宣明、中澤敬信、山本雅、崎村健司、高尾敏文、伊藤誠二
  • 学会等名: 2015年度包括型脳科学研究推進支援ネットワーク 冬のシンポジウム
  • 発表場所: 一橋大学 一橋講堂（東京都千代田区）
  • 年月日: 2015-12-17
• [学会発表] New mechanisms for pain control and clinical potential. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nguyen, H. T., Katano, T., Matsumura, S. and Ito, S.
  • 学会等名: International Conference on Pain-Anesthesiology and pain control-
  • 発表場所: ハノイ市（ベトナム）
  • 年月日: 2015-11-20
  • 国際学会
• [学会発表] Involvement of c-Jun N-terminal kinase in neurite extension of cultured DRG neurons. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nguyen, H. T., Matsumura, S. Katano, T., and Ito, S.
  • 学会等名: The 45th annual meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: シカゴ（アメリカ）
  • 年月日: 2015-10-17
  • 国際学会
• [学会発表] Localization of neuropathic pain-related protein, BEGAIN in the spinal dorsal horn. (2015)
  • 著者名/発表者名: Katano, T., Watanabe, M., Yamazaki, M., Abe, M., Yao, I., Sakimura, K. and Ito, S.
  • 学会等名: The 45th annual meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: シカゴ（アメリカ）
  • 年月日: 2015-10-17
  • 国際学会
• [学会発表] Chasing morphological changes of neuronal processes in the spinal dorsal horn in an inflammatory pain model by using two-photon microscopy. (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsumura, S., Taniguchi, W., Nishida, K., Nakatsuka, T. and Ito S.
  • 学会等名: The 45th annual meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: シカゴ（アメリカ）
  • 年月日: 2015-10-17
  • 国際学会
• [学会発表] Selective siRNA-mediated suppression of nSR100(SRRM4) induces the cell death of small cell lung cancer. (2015)
  • 著者名/発表者名: Shimojo, M., Shudo, Y., Ito, S.
  • 学会等名: The 45th annual meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: シカゴ（アメリカ）
  • 年月日: 2015-10-17
  • 国際学会
• [学会発表] Two feasible mouse models for neuropathy. (2015)
  • 著者名/発表者名: Pham, M.V., Nguyen, H.T., Katano, T., Matsumura, S. and Ito, S.
  • 学会等名: The 2nd Gene & Immunotherapy Conference in Vietnam 2015
  • 発表場所: ホーチミン市（ベトナム）
  • 年月日: 2015-09-25
  • 国際学会
• [学会発表] 質量顕微鏡によるテストステロンのマウス精巣における可視化 Visualization of testosterone on mouse testis with imaging mass spectrometry. (2015)
  • 著者名/発表者名: 熊田アンリオバディア、谷口久哲、矢尾育子、古田享史、松田公志、伊藤誠二
  • 学会等名: 第40回日本医用マススペクトル学会年会
  • 発表場所: アクトシティ浜松コングレスセンター（静岡県浜松市）
  • 年月日: 2015-09-17
• [学会発表] Involvement of endothelin in peripheral nerve regeneration. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ito, S., Nguyen, H. T., Matsumura, S. and Katano, T.
  • 学会等名: The 44th annual meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: Washington D.C. (U.S.A.)
  • 年月日: 2014-11-15 – 2014-11-19
• [学会発表] Involvement of c-Jun N-terminal kinase in peripheral nerve regeneration. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nguyen, H. T., Katano, T., Matsumura, S. and Ito, S.
  • 学会等名: The 44th annual meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: Washington D.C. (U.S.A.)
  • 年月日: 2014-11-15 – 2014-11-19
• [学会発表] CaMKIIキナーゼ不活型KIマウスにおける慢性疼痛モデル脊髄後角のCaMKIIのシナプス局在 (2014)
  • 著者名/発表者名: 矢尾育子、松村伸治、片野泰代、山肩葉子、井本敬二、伊藤誠二
  • 学会等名: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] In vivo カルシウムイメージングを用いた皮膚の異なる点への感覚刺激に応答する脊髄後角ニューロンの解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 西田和彦、松村伸治、伊藤誠二
  • 学会等名: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 成熟した疼痛研究の新しい展開 New departure of mature pain research. (2014)
  • 著者名/発表者名: 伊藤誠二、片野泰代、松村伸治、西田和彦
  • 学会等名: 日本ペインクリニック学会第48回大会
  • 発表場所: 京王プラザホテル（東京都・新宿区）
  • 年月日: 2014-07-25
  • 招待講演
• [学会発表] 末梢神経再生モデルを用いた神経再生におけるエンドセリンの関与 Involvement of endothelin in peripheral nerve regeneration using tubing and osmotic pump model. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nguyen Huu Tu、片野泰代、松村伸治、伊藤誠二
  • 学会等名: 第36回日本疼痛学会
  • 発表場所: KKRホテルオーサカ（大阪府・大阪市）
  • 年月日: 2014-06-20 – 2014-06-21
• [学会発表] Three-dimensional distribution of sensory stimulation-evoked neuronal activity of spinal dorsal horn neurons analyzed by in vivo calcium imaging. In vivo カルシウムイメージングによる脊髄後角ニューロンの神経活動の三次元分布の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西田和彦、松村伸治、伊藤誠二
  • 学会等名: 第36回日本神経科学大会・第56回日本神経化学会大会・第23回日本神経回路学会大会合同大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都市）
• [学会発表] Epigenetic gene regulation of RNA editing enzyme in neuron. 神経細胞におけるRNA編集酵素のエピゲノム制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 内田仁司、伊藤誠二
  • 学会等名: 第15回日本RNA学会年会
  • 発表場所: ひめぎんホール（松山市）
• [学会発表] 神経因性疼痛におけるPituitary adenylate-cyclase activating polypeptide (PACAP)発現に関与する神経特異的転写抑制因子RE1-silencing transcription factor（REST/NRSF）アイソフォームに関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 首藤由江、下條正仁、福永幹彦、伊藤誠二
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会
  • 発表場所: 国際展示場（神戸市）
• [学会発表] Involvement of neuropathic pain-related protein-B(NPRP-B), a novel functional molecule, in inflammatory and neuropathic pain in vivo. (2013)
  • 著者名/発表者名: Katano, T., Yao, I., Yamazaki, M., Abe, M., Fukuda, M., Okumura, N., Takao, T., Sakimura, K. and Ito, S.
  • 学会等名: The 43rd annual meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: San Diego, U.S.A.
• [学会発表] Proteomic approach of nitrated tyrosine residues of protein kinase G-Ia (2013)
  • 著者名/発表者名: Ito, S., Lu, J., Shimojo, M., Katano, T., Uchida, H. and Yao, I.
  • 学会等名: The 43rd annual meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: San Diego, U.S.A.
• [学会発表] Bifurcate roles of nitric oxide (NO) in neuropathic pain. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ito, S.
  • 学会等名: The 44th NIPS International Symposium and The 5th Asian Pain Symposium
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター（岡崎市）
  • 招待講演
• [図書] 「分子脳科学」DOJIN BIOSCIENCE SERIES, ８章：体性感覚の受容と伝達の分子機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西田和彦、伊藤誠二
  • 総ページ数: 312
  • 出版者: 化学同人
• [図書] PACAPと神経障害性痛 「痛みのScience & Practice 第8巻 臨床に役立つ神経障害性痛の理解」 (2015)
  • 著者名/発表者名: 伊藤誠二
  • 総ページ数: 285
  • 出版者: 文光堂
• [図書] Studies on Pediatric Disorders (Oxidative Stress in Applied Basic Research and Clinical Practice) (2014)
  • 著者名/発表者名: Katano, T. Ito, S.
  • 総ページ数: 494
  • 出版者: Human Press
• [図書] Nociceptin Opioid (2014)
  • 著者名/発表者名: Okuda-Ashitaka, E., Ito, S.
  • 出版者: Academic Press
• [図書] DOJIN BIOSCIENCE SERIES 分子脳科学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 西田和彦、伊藤誠二
  • 出版者: 化学同人
• [備考] 関西医科大学医化学講座ホームページ
  • URL: http://www3.kmu.ac.jp/medchem/index.html
• [備考] 関西医科大学 医化学講座ホームページ
  • URL: http://www3.kmu.ac.jp/medchem/index.html