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2016 年度 実施状況報告書

脊髄後角における痛み伝達のオレキシンによる制御機構のパッチクランプ法による解析

研究課題

研究課題/領域番号 15K08673
研究機関佐賀大学

研究代表者

熊本 栄一  佐賀大学, 医学部, 教授 (60136603)

研究分担者 藤田 亜美  佐賀大学, 医学部, 准教授 (70336139)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードオレキシンAとオレキシンB / 視床下部ペプチド / グルタミン酸の自発放出促進 / 膜の脱分極 / 脊髄後角第II層 / 鎮痛 / パッチクランプ法 / 成熟ラット
研究実績の概要

オレキシンA(OXA)やオレキシンB(OXB)を含有する視床下部ニューロンの神経線維は脊髄後角に投射し鎮痛に働くことが知られている。昨年に引き続き、脊髄後角におけるオレキシン(OX)の鎮痛作用機序を明らかにする研究を継続して行った。実験は昨年と同様、成熟ラット脊髄横断薄切片の後角第II層(膠様質)ニューロンにパッチクランプ法を適用し-70 mVの保持膜電位で膜電流を記録して行った。OXAやOXBは2分間灌流投与した。昨年はOXBの作用を詳しく調べたが、今年はOXAの作用を調べた。OXBと同様、自発性興奮性シナプス後電流(sEPSC)の振幅を変化させずにその発生頻度を増加させると共に内向き膜電流を誘起し、これら二つの応答は互いに独立してみられた。応答を示すニューロンの割合はOXBよりOXAの方が大きかった。一方、OXB応答を示すニューロンのすべてにおいてOXA応答も見られ、これらの応答の大きさには差がなかった。次に、20分の時間間隔でOXAやOXBの繰り返し投与の効果を調べたところ、いずれの場合もsEPSCの発生頻度増加や内向き膜電流は1回目と2回目で効果の大きさに差がなかった。そのため同じニューロンでOX応答に及ぼす薬物の作用を調べた。OXAやOXBの応答は電位作動性Na+チャネル阻害薬テトロドトキシンによる影響を受けなかったので活動電位の発生を介さない直接作用であることが分かった。OX受容体には1型(OX1R)と2型(OX2R)があるので、次にOX受容体阻害薬の作用を調べた。OXB作用はOX1R阻害薬(SB334867)に抵抗性であり、OX2R阻害薬(JNJ10397049)により抑制された。一方、OXA作用はこれらの両方により抑制されたが、SB334867による抑制の方が大であった。以上より、OXAとOXBはOX1RとOX2Rを活性化して鎮痛を生じることが示唆された。

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

昨年度はオレキシンBの作用を定量的に調べたが、今年度はオレキシンAの作用を定量的に調べ、さらにオレキシンAとオレキシンBの作用の薬理学的性質を検討した。その結果、オレキシンAとオレキシンBは、いずれも神経終末から起こるグルタミン酸の自発放出の促進と膜の脱分極を誘起し、これらの作用はオレキシン1型とオレキシン2型の2つの受容体の活性化を介することを明らかにした。

今後の研究の推進方策

我々は以前、オキシトシンの鎮痛作用機序はそのペプチドにより誘起された内向き膜電流(膜の脱分極)によるGABAやグリシンを介する自発性抑制性シナプス伝達の促進であることを明らかにしている。オレキシンAやオレキシンBは、いずれも膜の脱分極やグルタミン酸の自発放出の増加を引き起こす。これらの2つの作用は抑制性ニューロンの膜興奮性を高める結果、GABAやグリシンを介する自発性の抑制性シナプス伝達を促進させる可能性がある。まだニューロン数は十分でないが、オレキシンAやオレキシンBがグリシン作動性の抑制性シナプス伝達を促進させ、この作用は20分の時間間隔で繰り返し起こることを見出している。この促進作用は電位作動性Na+チャネル阻害薬のテトロドトキシン存在下で消失したので、オキシトシン作用と同様、活動電位の発生を介することが考えられる。一方、GABA作動性の抑制性シナプス伝達の場合にはオレキシンAやオレキシンBによる促進が見られるニューロンの割合が大変少なかった。以上の予備的な実験結果から、今後はオレキシンAやオレキシンBが自発性の抑制性シナプス伝達に及ぼす作用に焦点を当てて実験を行う。グリシンやGABAを介するシナプス伝達のそれぞれに異なる作用を及ぼすかどうか、またオレキシンAやオレキシンBによる抑制性シナプス伝達の促進はオレキシン受容体を介するかどうかについて、オレキシン1受容体阻害薬(SB334867)とオレキシン2受容体阻害薬(JNJ10397049)を用いて検討を加える。以上より、脊髄後角におけるオレキシンAやオレキシンBの鎮痛作用機序をシナプスレベルで明らかにする。

次年度使用額が生じた理由

次年度に高額な試薬を含む様々な消耗品を購入する予定があったので、既存の実験機器を使用することにより実験を行った。このことが次年度使用額が生じた理由である。

次年度使用額の使用計画

次年度使用額は、(1)オレキシン関連の試薬、(2)ラットや実験関連の消耗品、(3)実験機器の修理、(4)論文掲載、などに使用する予定である。

  • 研究成果

    (35件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 10件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Presynaptic facilitation by tetracaine of glutamatergic spontaneous excitatory transmission in the rat spinal substantial gelatinosa - Involvement of TRPA1 channels2017

    • 著者名/発表者名
      Lian-Hua Piao, Tsugumi Fujita, Ting Yu, Eiichi Kumamoto
    • 雑誌名

      Brain Research

      巻: 1657 ページ: 245-252

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1016/j.brainres.2016.12.021

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Bisphenol A inhibits compound action potentials in the frog sciatic nerve in a manner independent of estrogen receptors2017

    • 著者名/発表者名
      Kotara Mizuta, Tsugumi Fujita, Hiroki Yamagata, Eiichi Kumamoto
    • 雑誌名

      Biochemistry and Biophysics Reports

      巻: 10 ページ: 145-151

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1016/j.bbrep.2017.03.006

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Developmental change and sexual difference in synaptic modulation produced by oxytocin in rat substantia gelatinosa neurons2016

    • 著者名/発表者名
      Chang-Yu Jiang, Tsugumi Fujita, Eiichi Kumamoto
    • 雑誌名

      Biochemistry and Biophysics Reports

      巻: 7 ページ: 206-213

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1016/j.bbrep.2016.06.011

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Transient receptor potentialチャネル活性化による神経終末からのグルタミン酸自発放出の促進2016

    • 著者名/発表者名
      熊本栄一, 藤田亜美
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 56 ページ: 145-148

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.2142/biophys.56.145

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Differential activation of TRP channels in the adult rat spinal substantia gelatinosa by stereoisomers of plant-derived chemicals2016

    • 著者名/発表者名
      Eiichi Kumamoto and Tsugumi Fujita
    • 雑誌名

      Pharmaceuticals

      巻: 9 ページ: -

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.3390/ph9030046

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] オキシトシンによるラット脊髄膠様質ニューロンのシナプス伝達の修飾の性差と生後発達2016

    • 著者名/発表者名
      蒋 昌宇, 藤田亜美, 王 チョン, 余 ティン, 平尾 崚, 鈴木里佳, 熊本栄一
    • 雑誌名

      脊髄機能診断学

      巻: 37 ページ: 30-38

  • [雑誌論文] シトラールはTRPA1を活性化してラット脊髄膠様質ニューロンの自発性興奮性シナプス伝達を促進する2016

    • 著者名/発表者名
      朱 蘭, 藤田亜美, 王 チョン, 余 ティン, 平尾 崚, 鈴木里佳, 熊本栄一
    • 雑誌名

      脊髄機能診断学

      巻: 37 ページ: 19-29

  • [学会発表] 蛙坐骨神経の複合活動電位に及ぼすヒノキチオールの作用2017

    • 著者名/発表者名
      馬郡信弥,藤田亜美,鈴木里佳,平尾 崚,王 チョン,熊本栄一
    • 学会等名
      第94回日本生理学会大会
    • 発表場所
      静岡県浜松市
    • 年月日
      2017-03-28 – 2017-03-30
  • [学会発表] オレキシンAとBによる成熟ラット脊髄膠様質ニューロンの自発性興奮性シナプス伝達の促進2017

    • 著者名/発表者名
      王 チョン,藤田亜美,馬郡信弥,鈴木里佳,平尾 崚,熊本栄一
    • 学会等名
      第94回日本生理学会大会
    • 発表場所
      静岡県浜松市
    • 年月日
      2017-03-28 – 2017-03-30
  • [学会発表] フェニル酢酸系NSAIDは蛙坐骨神経の複合活動電位を抑制する2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木里佳,藤田亜美,水田恒太郎,岩崎貴士,馬郡信弥,平尾 崚,王 チョン,熊本栄一
    • 学会等名
      第94回日本生理学会大会
    • 発表場所
      静岡県浜松市
    • 年月日
      2017-03-28 – 2017-03-30
  • [学会発表] 抗うつ薬は化学構造特異的に蛙坐骨神経の複合活動電位を抑制する2017

    • 著者名/発表者名
      平尾 崚,藤田亜美,坂井愛子,鈴木里佳,馬郡信弥,王 チョン,熊本栄一
    • 学会等名
      第94回日本生理学会大会
    • 発表場所
      静岡県浜松市
    • 年月日
      2017-03-28 – 2017-03-30
  • [学会発表] オレキシンBはラット脊髄膠様質ニューロンの興奮性シナプス伝達を促進する2017

    • 著者名/発表者名
      王 チョン, 藤田亜美, 余 ティン, 馬郡信弥, 鈴木里佳, 平尾 崚, 熊本栄一
    • 学会等名
      第38回脊髄機能診断研究会
    • 発表場所
      東京都文京区
    • 年月日
      2017-02-04
  • [学会発表] 成熟ラット脊髄膠様質ニューロンにおける植物由来物質の膜過分極作用2017

    • 著者名/発表者名
      余 ティン, 藤田亜美, 王 チョン, 鈴木里佳, 馬郡信弥, 平尾 崚, 熊本栄一
    • 学会等名
      第38回脊髄機能診断研究会
    • 発表場所
      東京都文京区
    • 年月日
      2017-02-04
  • [学会発表] 成熟ラット脊髄膠様質ニューロンの自発性興奮性シナプス伝達に及ぼすオレキシンAとオレキシンBの作用2017

    • 著者名/発表者名
      王 チョン, 藤田亜美, 鈴木里佳, 馬郡信弥, 平尾 崚, 熊本栄一
    • 学会等名
      平成28年度生理学研究所研究会「痛みの理解を目指した先端的アプローチ」
    • 発表場所
      愛知県岡崎市
    • 年月日
      2017-01-30 – 2017-01-31
  • [学会発表] Compound action potential inhibition by various antidepressants in the frog sciatic nerve2016

    • 著者名/発表者名
      Ryo Hirao, Tsugumi Fujita, Aiko Sakai, Chong Wang, Rika Suzuki, Nobuya Magori, Masaru Ishimatsu, Eiichi Kumamoto
    • 学会等名
      Neuroscience 2016
    • 発表場所
      San Diego, CA, USA
    • 年月日
      2016-11-12 – 2016-11-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Bisphenol A inhibits nerve conduction in the frog sciatic nerve with an efficacy comparable to those of local anesthetics2016

    • 著者名/発表者名
      Nobuya Magori, Kotaro Mizuta, Tsugumi Fujita, Hiroki Yamagata, Chong Wang, Ryo Hirao, Rika Suzuki, Eiichi Kumamoto
    • 学会等名
      Neuroscience 2016
    • 発表場所
      San Diego, CA, USA
    • 年月日
      2016-11-12 – 2016-11-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Inward current and spontaneous excitatory transmission enhancement produced by orexin B in adult rat spinal substantia gelatinosa neurons2016

    • 著者名/発表者名
      Chong Wang, Tsugumi Fujita, Ting Yu, Ryo Hirao, Nobuya Magori, Rika Suzuki, Eiichi Kumamoto
    • 学会等名
      Neuroscience 2016
    • 発表場所
      San Diego, CA, USA
    • 年月日
      2016-11-12 – 2016-11-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Citral enhances spontaneous excitatory transmission in adult rat spinal substantia gelatinosa neurons by activating TRPA1 channels2016

    • 著者名/発表者名
      Lan Zhu, Tsugumi Fujita, Chang-Yu Jiang, Chong Wang, Ting Yu, Ryo Hirao, Rika Suzuki, Nobuya Magori, Eiichi Kumamoto
    • 学会等名
      Neuroscience 2016
    • 発表場所
      San Diego, CA, USA
    • 年月日
      2016-11-12 – 2016-11-16
    • 国際学会
  • [学会発表] オレキシンBによるオレキシン-2受容体の活性化を介した成熟ラット脊髄膠様質ニューロンのシナプス伝達の修飾2016

    • 著者名/発表者名
      王 チョン,藤田亜美,馬郡信弥,鈴木里佳,平尾 崚,熊本栄一
    • 学会等名
      第53回ペプチド討論会
    • 発表場所
      京都府京都市
    • 年月日
      2016-10-26 – 2016-10-28
  • [学会発表] 抗うつ薬は蛙坐骨神経の複合活動電位を抑制する2016

    • 著者名/発表者名
      平尾 崚,藤田亜美,坂井愛子,鈴木里佳,馬郡信弥,王 チョン,熊本栄一
    • 学会等名
      第67回西日本生理学会
    • 発表場所
      鹿児島県鹿児島市
    • 年月日
      2016-10-07 – 2016-10-08
  • [学会発表] ラット脊髄膠様質ニューロンの自発性興奮性シナプス伝達に及ぼすオレキシンBの作用2016

    • 著者名/発表者名
      王 チョン,藤田亜美,平尾 崚,鈴木里佳,馬郡信弥,熊本栄一
    • 学会等名
      第67回西日本生理学会
    • 発表場所
      鹿児島県鹿児島市
    • 年月日
      2016-10-07 – 2016-10-08
  • [学会発表] ラット脊髄膠様質におけるオキシトシンの鎮痛作用機序の性差と生後発達2016

    • 著者名/発表者名
      蒋 昌宇,藤田亜美,王 チョン,平尾 崚,鈴木里佳,馬郡信弥,熊本栄一
    • 学会等名
      第67回西日本生理学会
    • 発表場所
      鹿児島県鹿児島市
    • 年月日
      2016-10-07 – 2016-10-08
  • [学会発表] TRP channel activation by stereoisomers of plant-derived chemicals in the rat spinal substantia gelatinosa - actions of carvacrol, thymol, carvone and cineole2016

    • 著者名/発表者名
      Tsugumi Fujita, Chong Wang, Chang-Yu Jiang, Ting Yu, Ryo Hirao, Rika Suzuki, Eiichi Kumamoto
    • 学会等名
      The 16th World Congress on Pain
    • 発表場所
      神奈川県横浜市
    • 年月日
      2016-09-26 – 2016-09-30
    • 国際学会
  • [学会発表] Inhibition of action potential conduction in the frog sciatic nerve by various plant-derived chemicals involved in antinociception2016

    • 著者名/発表者名
      Eiichi Kumamoto, Tsugumi Fujita, Sena Ohtsubo, Ryo Hirao, Chong Wang, Ting Yu, Rika Suzuki
    • 学会等名
      The 16th World Congress on Pain
    • 発表場所
      神奈川県横浜市
    • 年月日
      2016-09-26 – 2016-09-30
    • 国際学会
  • [学会発表] Synaptic modulation by oxytocin in rat spinal dorsal horn neurons exhibits a sexual difference and developmental alteration2016

    • 著者名/発表者名
      Tsugumi Fujita, Chang-Yu Jiang, Chong Wang, Rika Suzuki, Nobuya Magori, Ryo Hirao, Eiichi Kumamoto
    • 学会等名
      The 13th Japan-Korea Joint Symposium on Brain Science, and Cardiac and Smooth Muscles
    • 発表場所
      佐賀県佐賀市
    • 年月日
      2016-08-24 – 2016-08-26
    • 国際学会
  • [学会発表] Presynaptic TRPA1 activation by various plant-derived chemicals in the adult rat spinal substantia gelatinosa2016

    • 著者名/発表者名
      Eiichi Kumamoto, Tsugumi Fujita, Chong Wang, Chang-Yu Jiang, Rika Suzuki, Nobuya Magori, Ryo Hirao
    • 学会等名
      The 13th Japan-Korea Joint Symposium on Brain Science, and Cardiac and Smooth Muscles
    • 発表場所
      佐賀県佐賀市
    • 年月日
      2016-08-24 – 2016-08-26
    • 国際学会
  • [学会発表] Nerve conduction inhibition by bisphenol A and local anesthetics in the frog sciatic nerve2016

    • 著者名/発表者名
      Nobuya Magori, Kotaro Mizuta, Tsugumi Fujita, Hiroki Yamagata, Rika Suzuki, Chong Wang, Ryo Hirao, Eiichi Kumamoto
    • 学会等名
      The 13th Japan-Korea Joint Symposium on Brain Science, and Cardiac and Smooth Muscles
    • 発表場所
      佐賀県佐賀市
    • 年月日
      2016-08-24 – 2016-08-26
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of nonsteroidal anti-inflammatory drugs on nerve conduction in the frog sciatic nerve2016

    • 著者名/発表者名
      Rika Suzuki, Kotaro Mizuta, Tsugumi Fujita, Takashi Iwasaki, Nobuya Magori, Ryo Hirao, Chong Wang, Eiichi Kumamoto
    • 学会等名
      The 13th Japan-Korea Joint Symposium on Brain Science, and Cardiac and Smooth Muscles
    • 発表場所
      佐賀県佐賀市
    • 年月日
      2016-08-24 – 2016-08-26
    • 国際学会
  • [学会発表] 様々な種類の抗うつ薬による蛙坐骨神経の複合活動電位の抑制2016

    • 著者名/発表者名
      平尾 崚, 藤田亜美, 坂井愛子, 王 チョン, 余 ティン, 鈴木里佳, 熊本栄一
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市
    • 年月日
      2016-07-20 – 2016-07-22
  • [学会発表] TRPA1活性化を介したシトラールによる成熟ラット脊髄膠様質ニューロンの自発性興奮性シナプス伝達の促進2016

    • 著者名/発表者名
      藤田亜美, 朱 蘭, 王 チョン, 余 ティン, 平尾 崚, 鈴木里佳, 熊本栄一
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市
    • 年月日
      2016-07-20 – 2016-07-22
  • [学会発表] オレキシンBにより誘起される成熟ラット脊髄膠様質ニューロンの自発性興奮性シナプス伝達の促進と内向き膜電流2016

    • 著者名/発表者名
      王 チョン, 藤田亜美, 余 ティン, 平尾 崚, 鈴木里佳, 熊本栄一
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市
    • 年月日
      2016-07-20 – 2016-07-22
  • [学会発表] オキシトシンを介したラット脊髄膠様質ニューロンのシナプス伝達の修飾は生後発達と性差により変わる2016

    • 著者名/発表者名
      熊本栄一, 蒋 昌宇, 王 チョン, 余 ティン, 平尾 崚, 鈴木里佳, 藤田亜美
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市
    • 年月日
      2016-07-20 – 2016-07-22
  • [学会発表] シトラールによるTRPA1活性化を介したラット脊髄膠様質ニューロンのグルタミン酸作動性の自発性興奮性シナプス伝達の促進2016

    • 著者名/発表者名
      熊本栄一, 朱 蘭, 藤田亜美, 王 チョン, 余 ティン, 平尾 崚, 鈴木里佳
    • 学会等名
      第38回日本疼痛学会
    • 発表場所
      北海道札幌市
    • 年月日
      2016-06-24 – 2016-06-25
  • [学会発表] 抗うつ薬による蛙坐骨神経の複合活動電位の抑制2016

    • 著者名/発表者名
      平尾 崚, 藤田亜美, 坂井愛子, 王 チョン, 余 ティン, 鈴木里佳, 熊本栄一
    • 学会等名
      第38回日本疼痛学会
    • 発表場所
      北海道札幌市
    • 年月日
      2016-06-24 – 2016-06-25
  • [図書] ライフサイエンスのための化学2017

    • 著者名/発表者名
      安藤祥司, 熊本栄一, 坂本 寛, 弟子丸正伸
    • 総ページ数
      2005
    • 出版者
      化学同人

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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