慢性疼痛形成時の一次体性感覚野におけるグリア性シナプス再編機構の解明

• 研究課題/領域番号: 26860380
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 疼痛学
• 研究機関: 山梨大学
• 研究代表者: 柴田 圭輔 山梨大学, 総合研究部, 助教 (50580411)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: アストロサイト / 神経障害性疼痛 / 一次体性感覚野 / ATP / シナプス再編 / 神経回路組み替え / グリア性神経回路組み替え / グリア性シナプス再編 / 慢性疼痛 / アロディニア / グリア細胞機能変調 / 異常神経回路

研究成果の概要

本研究では、神経障害性疼痛モデルマウスのS1で起こるATPシグナルの時間依存的変化と慢性機械的アロディニア形成への関与について調べた。その結果、1)神経障害性疼痛モデルマウスのS1では、シナプス再編が活発に起こる時期に先行して時間限定的なATP濃度上昇が起こることを見出した。また、2) S１頭蓋窓へのATP滴下（10分間静置）により、末梢神経損傷後のS１アストロサイトに見られる機能変調及びシナプス再編、さらには慢性的機械アロディニアが誘導されることを見出した。本研究結果から、末梢神経損傷後にS1で起こる細胞外ATP濃度上昇が神経障害性疼痛形成メカニズムの必要条件であることが強く示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] P2Y6-deficiency increases micturition frequency and attenuates sustained contractility of the urinary bladder in mice (2017)
  • 著者名/発表者名: Kira S,Yoshiyama M,Tsuchiya S,Shigetomi E,Miyamoto T,Nakagomi H,Shibata K,Mochizuki T,Takeda M,Koizumi S
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 771-771
  • DOI: 10.1038/s41598-017-00824-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Clock Genes Regulate the Circadian Expression of Piezo1, TRPV4, Connexin26, and VNUT in an Ex Vivo Mouse Bladder Mucosa. (2017)
  • 著者名/発表者名: 5.Ihara T, Mitsui T, Nakamura Y, Kira S, Nakagomi H, Sawada N, Hirayama Y, Shibata K, Shigetomi E, Shinozaki Y, Yoshiyama M, Andersson KE, Nakao A, Takeda M, Koizumi S
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 12 号: 1 ページ: e0168234-e0168234
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0168234
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Urothelial ATP exocytosis: regulation of bladder compliance in the urine storage phase (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakagomi H,Yoshiyama M,Mochizuki T,Miyamoto T,Komatsu R,Imura Y,Morizawa Y,Hiasa M,Kira S,Fujishita K,Shibata K,Shigetomi E,Shinozaki Y,Takeda M,Koizumi S
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 号: 1 ページ: 29761-29761
  • DOI: 10.1038/srep29761
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] An effective therapeutic approach for oxaliplatin-induced peripheral neuropathy using a combination therapy with goshajinkigan and bushi. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mizuno K, Shibata K, Komatsu R, Omiya Y, Kase Y, Koizumi S.
  • 雑誌名: Cancer Biology & Therapy 巻: 17(11) ページ: 1206-1212
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Clock mutant mouse is a novel experimental model for nocturia and nocturnal polyuria. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ihara, T., Mitsui, T., Nakamura, Y., Kira, S., Miyamoto, T., Nakagomi, H., Sawada, N., Hirayama, Y., Shibata, K., Shigetomi, E., Shinozaki, Y., Yoshiyama, M., Nakao, A., *Takeda, M. *Koizumi, S.
  • 雑誌名: Neurourology and Urodynamics 巻: 36 号: 4 ページ: 1034-1038
  • DOI: 10.1002/nau.23062
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Cortical astrocytes rewire somatosensory cortical circuits for peripheral neuropathic pain. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kim SK, Hayashi H, Ishikawa T, Shibata K, Shigetomi E, Shinozaki Y, Inada H, Roh SE, Kim SJ, Lee G, Bae H, Moorhouse AJ, Mikoshiba K, Fukazawa Y, Koizumi S, Nabekura J.
  • 雑誌名: J Clin Invest 巻: 126(5) 号: 5 ページ: 1983-1997
  • DOI: 10.1172/jci82859
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] 一次体性感覚野におけるATPを介したアストロサイト性シナプス再編の分子メカニズム (2017)
  • 著者名/発表者名: 久保田啓太、柴田圭輔、江藤圭、稲田浩之、篠崎陽一、繁冨英治、御子柴克彦、鍋倉淳一、小泉修一
  • 学会等名: 第90回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 長崎パブリックホール、長崎新聞文化ホール アストピア（長崎、長崎市）
  • 年月日: 2017-03-15
• [学会発表] 一次体性感覚野のATP増加がアストロサイト性シナプス再編及び機械的アロディニアを引き起こす (2017)
  • 著者名/発表者名: 柴田圭輔、久保田啓太、石川達也、篠崎陽一、繁冨英治、御子柴克彦、鍋倉淳一、小泉修一
  • 学会等名: 第90回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 長崎パブリックホール、長崎新聞文化ホール アストピア（長崎、長崎市）
  • 年月日: 2017-03-15
• [学会発表] 大脳皮質体性感覚野のグリア性神経回路組み替えによる末梢感覚情報の変化-プリンシグナリングの関与- (2017)
  • 著者名/発表者名: 柴田圭輔、久保田啓太、小泉修一
  • 学会等名: CREST合同ミーティング
  • 発表場所: 勝沼ぶどうの丘センター（山梨、甲州市）
  • 年月日: 2017-02-07
• [学会発表] 慢性疼痛形成時の一次体性感覚野におけるATPの役割 (2016)
  • 著者名/発表者名: 柴田圭輔、久保田啓太、石川達也、鍋倉淳一、小泉修一
  • 学会等名: 第20回Japan Purine Club Meeting
  • 発表場所: 東京慈恵会医科大学 (東京、港区)
  • 年月日: 2016-10-26
• [学会発表] ブシ末による慢性疼痛のグリア性制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小泉修一、柴田圭輔
  • 学会等名: 第46回日本神経精神薬理学会年会
  • 発表場所: 韓国、ソウル
  • 年月日: 2016-07-21
  • 国際学会
• [学会発表] アストロサイトのプリン作動性シグナルによる一次体性感覚野における神経ネットワーク制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 久保田啓太、柴田圭輔、江藤圭、稲田浩之、石川達也、高梨健太、繁冨英治、篠崎陽一、鍋倉淳一、小泉修一
  • 学会等名: 第89回 日本薬理学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-03-09
• [学会発表] グリア細胞とシナプInhibition by Goshajinkigan, a traditional Japanese medicine, of paclitaxel-induced peripheral neuropathy via astrocytesスの近接場光学顕微鏡観察 (2016)
  • 著者名/発表者名: Kenta Takanashi, Keisuke Shibata, Keita Kubota, Keita Mizuno, Yuji Omiya, Yoshio Kase, Schuichi Koizumi
  • 学会等名: 第89回 日本薬理学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-03-09
• [学会発表] グリア細胞とシナプスの近接場光学顕微鏡観察 (2016)
  • 著者名/発表者名: 酒井優、岡部菜央、櫻井杏梨、篠崎陽一、柴田圭輔、繁冨英治、小泉修一、内山和治、堀裕和、小林潔
  • 学会等名: 日本光学会ナノオプティクス研究グループ第22回研究討論会
  • 発表場所: 東京農工大学 科学博物館 本館（東京都小金井市）
  • 年月日: 2016-03-01
• [学会発表] 牛車腎気丸の抗癌剤誘発ニューロパチー抑制作用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高梨健太、柴田圭輔、水野景太、大宮雄司、小泉修一
  • 学会等名: 第18回応用薬理シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学 医学部 医系研究棟1号館 地下会議室（愛知、名古屋市）
• [備考] 山梨大学大学院総合研究部薬理学教室
  • URL: http://www.med.yamanashi.ac.jp/clinical_basic/pharmaco/1-Japanese/home.html
• [備考] 山梨大学大学院医学工学総合研究部薬理学教室
  • URL: http://www.med.yamanashi.ac.jp/clinical_basic/pharmaco/1-Japanese/home.html