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2015 年度 実施状況報告書

難治性掻痒症の神経機構解明に向けての新規アプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 15K15202
研究機関岡山大学

研究代表者

坂本 浩隆  岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (20363971)

研究分担者 高浪 景子  岡山大学, 自然科学研究科, 研究員 (70578830)
歌 大介  富山大学, その他の研究科, 助教 (70598416)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワードガストリン放出ペプチド(GRP) / GRP受容体 / 痒み / 難治性掻痒症 / 霊長類 / 遺伝子改変ラット / 脊髄 / 三叉神経系
研究実績の概要

我々が経験する強い『痒み』は非常に耐え難く、生活の質(QOL)を著しく低下させる。一方、最近、神経ペプチドホルモンのgastrin-releasing peptide(GRP)、およびその受容体(GRPR)が介在し、延髄・脊髄レベルで痛覚とは乖離した神経機構により、痒覚を特異的に伝達することが報告された。そこで本研究では、げっ歯類の掻痒症モデルを用いてGRP系に着目し、難治性掻痒症の神経機構とその病態生理の解明に迫る。さらに、『痒み』の鍵因子としてのGRP系を、ニホンザルの解析を通じて霊長類において普遍化し、臨床応用(痒み制圧)への『橋渡し』を目指す。

これまでヒトを含む霊長類の脊髄におけるGRP関連の報告は乏しいため、本研究では、霊長類の脊髄や脳幹におけるGRP発現とその生理機能を明らかにする目的でニホンザル(Macaca fuscata)を用いた解析を行った。バイオインフォマティクス解析および遺伝子クローニングによりGRP/GRPR遺伝子の同定を試みた結果、ニホンザルとヒトのGRPの一次構造は完全一致しており、GRP/GRPR遺伝子は霊長類間で高い相同性を示した。

次に、本研究室で作出したGRPR遺伝子改変ラット [ GRPR発現細胞に赤色蛍光タンパク質RFPとヒトジフテリア毒素受容体を同時に発現するトランスジェニック(Tg)ラット ] のキャラクタリゼーションを進めた。GRPR Tgラットの脳と脊髄におけるGRPR発現ニューロンの局在についてRFPシグナルを指標に解析した。その結果、GRPR発現が報告されている脳・脊髄の各領域においてRFP陽性ニューロンを多数観察した。

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

今年度は霊長類のニホンザルにおける脊髄GRP系の確認を目標としており、本研究により、ニホンザルの知覚神経系においてGRP/GRPR系の遺伝子・ペプチド発現の同定が完了し、GRP/GRP受容体系がヒトを含む霊長類においても普遍的に痒みの伝達に関与することが示唆された。

さらに今回の解析から、本研究室で作出したGRPR Tgラットは、個体・行動レベルでGRPRの機能を解析する上で優れたモデルであると言える。

以上の成果から、研究はおおむね順調に進展しているものと自己評価する。

今後の研究の推進方策

われわれヒトを含む霊長類の脊髄におけるGRP/GRPR系の機能を明らかにしていくことは急務であるが、本研究の発展により、難治性掻痒症などの臨床研究へ発展する、「橋渡し」となることが期待できる。今後は、ホルマリン固定したニホンザル組織を用いて凍結切片(延髄、三叉神経節、脊髄、後根神経節)を作製し、GRPに対する免疫組織化学、およびGRP-Rに対するin situハイブリダイゼーション解析を実施して行く予定である。

さらに、モデル動物としてげっ歯類のラットを用いた解析も平行して推進していく。即ち、本研究室で作出した遺伝子改変モデル(GRPR Tg)ラットに対して、ジフテリア毒素を局所投与することによりGRPR発現ニューロンを時・空間特異的に破壊することができる展望がある。このことから、今後、痒み神経機構におけるGRPRの作用メカニズムを解明できることが期待できる。

次年度使用額が生じた理由

ニホンザルのサンプル確保に予想以上に時間を要したため、27年度はバイオインフォマティクス解析を優先させた解析を進めた。また、遺伝子改変ラットの繁殖に計画以上の時間を要したため、27年度は実験を遂行するための十分な個体数を確保できなかった。

次年度使用額の使用計画

ニホンザルの解析に関しては、27年度中に一定のサンプル確保には成功したため、28年度は免疫組織化学、生化学、および分子生物学的解析を行っていく予定である。また、引き続きサンプル収集も進める。

遺伝子改変ラットの繁殖も続けており、28年度は個体数が確保でき次第、本遺伝子改変ラットを用いて難治性掻痒症モデルを作製していく予定である。

  • 研究成果

    (52件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 2件、 査読あり 16件、 謝辞記載あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (32件) (うち国際学会 4件、 招待講演 8件) 図書 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Activation of supraoptic oxytocin neurons by secretin facilitates social recognition2016

    • 著者名/発表者名
      Takayanagi et al.
    • 雑誌名

      Biological Psychiatry

      巻: XX ページ: in press

    • DOI

      10.1016/j.biopsych.2015.11.021

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Postnatal development of the gastrin-releasing peptide system in the lumbosacral spinal cord controlling male reproductive function in rats2016

    • 著者名/発表者名
      Katayama et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the Japan Academy, Ser. B, Physical and Biological Sciences

      巻: 92 ページ: 69-75

    • DOI

      10.1186/s13293-016-0058-x. eCollection 2016

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Perinatal testosterone exposure is critical for the development of the male specific sexually dimorphic gastrin-releasing peptide system in the lumbosacral spinal cord that mediates erection and ejaculation2016

    • 著者名/発表者名
      Oti et al.
    • 雑誌名

      Biology of Sex Differences

      巻: 7 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1186/s13293-016-0058-x. eCollection 2016

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Expression of sex steroid hormone receptors in vagal motor neurons innervating the trachea and esophagus in mouse2016

    • 著者名/発表者名
      Mukudai et al.
    • 雑誌名

      Acta Histochemica et Cytochemica

      巻: 92 ページ: 37-46

    • DOI

      10.1267/ahc.15037

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Osmotic/ionic status of body fluids in the euryhaline cephalopod suggest parallel evolution of osmoregulation2015

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto et al.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1038/srep14469

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] In vivo imaging of mitochondrial axonal transport in the diseased and aged mammalian CNS2015

    • 著者名/発表者名
      Takihara et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the U.S.A.

      巻: 112 ページ: 10515-10520

    • DOI

      10.1073/pnas.1509879112

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Three-dimensional visualization of multiple synapses in thick sections using high-voltage electron microscopy in the rat spinal cord2015

    • 著者名/発表者名
      Satoh et al.
    • 雑誌名

      Data in Brief

      巻: 4 ページ: 566-570

    • DOI

      10.1016/j.dib.2015.07.005. eCollection 2015 Sep

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Neurohypophysial hormones regulate the amphibious behavior in the mudskipper goby2015

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto et al.
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 10 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0134605. eCollection 2015

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effective synaptome analysis of itch-mediating neurons in the spinal cord: a novel immunohistochemical methodology using high-voltage electron microscopy2015

    • 著者名/発表者名
      Satoh et al.
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters

      巻: 599 ページ: 86-91

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2015.05.031

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] In vivo processing and release into the circulation of GFP-fusion protein in arginine vasopressin-enhanced GFP transgenic rats: response to osmotic stimulation2015

    • 著者名/発表者名
      Satoh et al.
    • 雑誌名

      The FEBS Journal

      巻: 282 ページ: 2488-2499

    • DOI

      10.1111/febs.13291

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Oxytocin and the gastrin-releasing peptide system in the spinal cord: Implications for male sexual problems2015

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto and Oti
    • 雑誌名

      Interdisciplinary Information Sciences

      巻: 21 ページ: 235-242

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Critical role of androgen receptor in the postnatal period in male sexual behavior in rats2015

    • 著者名/発表者名
      Yamada et al.
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters

      巻: 609 ページ: 189-193

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2015.10.040

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure-function correlations of rat trigeminal primary neurons: Emphasis on club-like endings, a vibrissal mechanoreceptor2015

    • 著者名/発表者名
      Tonomura et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the Japan Academy, Ser. B, Physical and Biological Sciences

      巻: 91 ページ: 560-576

    • DOI

      10.2183/pjab.91.560

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Action of TRPA1 agonists on dorsal root-evoked synaptic transmission to substantia gelatinosa neurons in adult rat spinal cord2015

    • 著者名/発表者名
      Uta et al.
    • 雑誌名

      The Journal of Functional Diagnosis of the Spinal Cord

      巻: 36 ページ: 5-11

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inhibitory synaptic transmission from the substantia nigra pars reticulata to the ventral medial thalamus in mice2015

    • 著者名/発表者名
      Kase et al.
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 97 ページ: 26-35

    • DOI

      10.1016/j.neures.2015.03.007

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pain-enhancing mechanism through interaction between TRPV1 and anoctamin 1 in sensory neurons2015

    • 著者名/発表者名
      Takayama et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the U.S.A.

      巻: 112 ページ: 5213-5218

    • DOI

      10.1073/pnas.1421507112

    • 査読あり
  • [学会発表] 形態学解析から考える痒みの伝達機構2016

    • 著者名/発表者名
      高浪景子
    • 学会等名
      第121回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 発表場所
      ビックパレットふくしま、福島
    • 年月日
      2016-03-28 – 2016-03-30
    • 招待講演
  • [学会発表] スンクスにおける神経ペプチド・ホルモン分子の進化と機能2016

    • 著者名/発表者名
      高浪景子
    • 学会等名
      第10回スンクス研究会
    • 発表場所
      ビックパレットふくしま、福島
    • 年月日
      2016-03-27
    • 招待講演
  • [学会発表] In vivo patch-clamp recording analysis of a pruritogen serotonin-induced itching on synaptic transmission in spinal dorsal horn neurons2016

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Uta
    • 学会等名
      The 89th Annual Meeting of the Japan Pharmacological Society
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-03-09 – 2016-03-11
  • [学会発表] Spinal interleukin-18 contributes to herpetic allodynia through T cell infiltration in mice2016

    • 著者名/発表者名
      A. Takatsuki
    • 学会等名
      The 89th Annual Meeting of the Japan Pharmacological Society
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-03-09 – 2016-03-11
  • [学会発表] Reactive oxygen species and transient receptor potential ankyrin 1 are involved in dysesthesia induced by a sudden increase of peripheral blood flow in oxaliplatin-treated mice2016

    • 著者名/発表者名
      A. Sakai
    • 学会等名
      The 89th Annual Meeting of the Japan Pharmacological Society
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-03-09 – 2016-03-11
  • [学会発表] 成熟ラット脊髄膠様質におけるTRPA1及びTRPV1作動薬の作用比較-電気生理学的及び形態学的解析を用いて-2016

    • 著者名/発表者名
      歌 大介
    • 学会等名
      第37回脊髄機能診断研究会
    • 発表場所
      イイノホール&カンファレンスセンター、東京
    • 年月日
      2016-02-06
  • [学会発表] In vivoパッチクランプ法を用いた脊髄後角における痒み情報伝達機構の解析2015

    • 著者名/発表者名
      歌 大介
    • 学会等名
      痛み研究会2015「痛みの理解を目指した先端的アプローチ」平成27年度生理研研究会
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター、愛知
    • 年月日
      2015-12-17 – 2015-12-18
  • [学会発表] 神経ペプチド・ホルモン分子の進化と機能 行動制御モデルとしてのスンクス2015

    • 著者名/発表者名
      坂本浩隆
    • 学会等名
      第4回実験動物科学シンポジウム
    • 発表場所
      岡山理科大学、岡山
    • 年月日
      2015-12-11
    • 招待講演
  • [学会発表] スンクスを用いた脳下垂体神経葉ホルモン・受容体系の解析2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤慧太
    • 学会等名
      第70回岡山実験動物研究会例会
    • 発表場所
      岡山理科大学、岡山
    • 年月日
      2015-12-11
  • [学会発表] 三次元電顕技法を用いて開口分泌を捉える試み2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤慧太
    • 学会等名
      SSSEM研究部会&生理研研究会合同ワークショップ
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター、愛知
    • 年月日
      2015-11-18 – 2015-11-19
  • [学会発表] 3-Dimensional visualization of multiple synapses in thick sections using high-voltage electron microscopy in the rat sensory neurons2015

    • 著者名/発表者名
      高浪景子
    • 学会等名
      SSSEM研究部会&生理研研究会合同ワークショップ
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター、愛知
    • 年月日
      2015-11-18 – 2015-11-19
  • [学会発表] 抗がん薬oxaliplatin投与による血流低下状態のマウスにおいて急激な局所血流増加はしびれよう異常感覚を誘発する2015

    • 著者名/発表者名
      酒井晶帆
    • 学会等名
      日本薬学会北陸支部第127回例会
    • 発表場所
      富山大学杉谷キャンパス
    • 年月日
      2015-11-15
  • [学会発表] 医学・生物学分野における超高圧電子顕微鏡・トモグラフィー法の再考: A revisiting study for 3D-EM2015

    • 著者名/発表者名
      坂本浩隆
    • 学会等名
      第56回日本組織細胞化学会 総会・学術集会
    • 発表場所
      関西医科大学、枚方
    • 年月日
      2015-10-03 – 2015-10-04
  • [学会発表] ほ乳類三叉神経知覚系の比較組織学解析2015

    • 著者名/発表者名
      高浪景子
    • 学会等名
      第56回日本組織細胞化学会 総会・学術集会
    • 発表場所
      関西医科大学、枚方
    • 年月日
      2015-10-03 – 2015-10-04
  • [学会発表] AVP-eGFP TgラットにおけるインビボGFP動態2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤慧太
    • 学会等名
      第56回日本組織細胞化学会 総会・学術集会
    • 発表場所
      関西医科大学、枚方
    • 年月日
      2015-10-03 – 2015-10-04
  • [学会発表] 霊長類ニホンザルの脊髄におけるgastrin-releasing peptide系の存在2015

    • 著者名/発表者名
      伊藤隆志
    • 学会等名
      第56回日本組織細胞化学会 総会・学術集会
    • 発表場所
      関西医科大学、枚方
    • 年月日
      2015-10-03 – 2015-10-04
  • [学会発表] Effective ultrastructure neuroimaging of itch2015

    • 著者名/発表者名
      Keiko Takanami
    • 学会等名
      The 8th World Congress on Itch
    • 発表場所
      Nara Kasugano International Forum IRAKA, Nara, Japan
    • 年月日
      2015-09-27 – 2015-09-29
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Evaluation of itch by in vivo patch clamp method2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Uta
    • 学会等名
      The 8th World Congress on Itch
    • 発表場所
      Nara Kasugano International Forum IRAKA, Nara, Japan
    • 年月日
      2015-09-27 – 2015-09-29
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] In vivo spinal synaptic responses and scratching behaviors evoked by cutaneous 5-HT application2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Uta
    • 学会等名
      8th World Congress on Itch
    • 発表場所
      Nara Kasugano International Forum IRAKA, Nara, Japan
    • 年月日
      2015-09-27 – 2015-09-29
    • 国際学会
  • [学会発表] 神経内分泌機構による痒み感覚調節2015

    • 著者名/発表者名
      高浪景子
    • 学会等名
      第42回日本神経内分泌学会・第23回日本行動神経内分泌学会合同学術集会
    • 発表場所
      仙台市戦災復興記念館、仙台
    • 年月日
      2015-09-18 – 2015-09-20
    • 招待講演
  • [学会発表] 超高圧電子顕微鏡・トモグラフィー法を用いた脊髄内痒み神経ネットワークの解析2015

    • 著者名/発表者名
      坂本浩隆
    • 学会等名
      第42回日本神経内分泌学会 第23回日本行動神経内分泌学会合同学術集会
    • 発表場所
      仙台市戦災復興記念館、仙台
    • 年月日
      2015-09-18 – 2015-09-20
  • [学会発表] オキシトシンによる雄の性機能制御メカニズムの行動レベルでの解析2015

    • 著者名/発表者名
      越智拓海
    • 学会等名
      第42回日本神経内分泌学会 第23回日本行動神経内分泌学会合同学術集会
    • 発表場所
      仙台市戦災復興記念館、仙台
    • 年月日
      2015-09-18 – 2015-09-20
  • [学会発表] ガストリン放出ペプチド受容体に着目した雄の性行動を司る脳-脊髄神経ネットワークの解析2015

    • 著者名/発表者名
      高橋俊次
    • 学会等名
      第42回日本神経内分泌学会 第23回日本行動神経内分泌学会合同学術集会
    • 発表場所
      仙台市戦災復興記念館、仙台
    • 年月日
      2015-09-18 – 2015-09-20
  • [学会発表] メダカ脳・生殖腺におけるアンドロゲン受容体α/βそれぞれの発現と分布2015

    • 著者名/発表者名
      沖田誠司
    • 学会等名
      第86回日本動物学会
    • 発表場所
      新潟大学、新潟
    • 年月日
      2015-09-17 – 2015-09-19
  • [学会発表] 原始左右相称動物・扁形動物ヒラムシにおけるGnRHの同定2015

    • 著者名/発表者名
      平野 誠
    • 学会等名
      第86回日本動物学会
    • 発表場所
      新潟大学、新潟
    • 年月日
      2015-09-17 – 2015-09-19
  • [学会発表] 魚類および両生類・神経系におけるガストリン放出ペプチド系の同定2015

    • 著者名/発表者名
      廣岡あすか
    • 学会等名
      第86回日本動物学会
    • 発表場所
      新潟大学、新潟
    • 年月日
      2015-09-17 – 2015-09-19
  • [学会発表] 真骨魚類AR遺伝子の分子進化と雄性形質発現に果たす役割2015

    • 著者名/発表者名
      荻野由紀子
    • 学会等名
      第86回日本動物学会
    • 発表場所
      新潟大学、新潟
    • 年月日
      2015-09-17 – 2015-09-19
  • [学会発表] ‘Volume transmission’ role for oxytocin projections in the lumbar spinal cord controlling male sexual function2015

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Sakamoto
    • 学会等名
      Parvo- and Magnocellular Symposium in Sendai 2015
    • 発表場所
      Gonryo Kaikan, Sendai, Japan
    • 年月日
      2015-09-17 – 2015-09-17
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Visualization of GRP-containing neurons expressing Venus fluorescence under the control of the GRP promoter: a new rodent model for the analyses of the male sexual function and itch sensation at the spinal cord level2015

    • 著者名/発表者名
      越智拓海
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場、神戸
    • 年月日
      2015-07-28 – 2015-07-31
  • [学会発表] Firing pattern of substantia gelatinosa neurons receiving TRPA1-expressing afferents in rat spinal cord; in vitro and in vivo patch clamp analysis2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Uta
    • 学会等名
      第37回日本疼痛学会
    • 発表場所
      市民会館崇城大学ホール、熊本
    • 年月日
      2015-07-03 – 2015-07-04
  • [学会発表] In vivoパッチクランプ法を用いた痛覚シナプス伝達の解析2015

    • 著者名/発表者名
      歌 大介
    • 学会等名
      国立長寿医療研究センターCAMDセミナー
    • 発表場所
      国立長寿医療研究センター
    • 年月日
      2015-06-23
    • 招待講演
  • [学会発表] 男性性機能を制御する神経ネットワークと神経ホルモンとの機能連関2015

    • 著者名/発表者名
      坂本浩隆
    • 学会等名
      第25回日本性機能学会 中部総会
    • 発表場所
      ハービスOSAKA、大阪
    • 年月日
      2015-06-20
  • [図書] 基礎生物科学2016

    • 著者名/発表者名
      坂本浩隆
    • 総ページ数
      印刷中
    • 出版者
      培風館
  • [図書] Handbook of Hormones: Comparative and General Endocrinology2015

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Sakamoto
    • 総ページ数
      645
    • 出版者
      Elsevier
  • [備考] 岡山大学 理学部附属牛窓臨海実験所

    • URL

      http://www.science.okayama-u.ac.jp/~rinkai/ushi.htm

  • [備考] 富山大学 医学薬学研究部応用薬理学研究室

    • URL

      http://www.pha.u-toyama.ac.jp/phapha2/Japanese/frame.htm

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公開日: 2017-01-06  

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