| 研究課題/領域番号 |
16K11765
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
大井 良之 日本大学, 歯学部, 教授 (60271342)
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| 研究分担者 |
小林 真之 日本大学, 歯学部, 教授 (00300830)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | opioid / whole-cell patch-clamp / cortex / IPSC / fast-spiking neuron / pyramidal neuron / anesthetic / pain |
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| 研究実績の概要 |
本研究は，高次痛覚中枢として知られている大脳皮質の無顆粒島皮質（AI）におけるモルヒネの局所神経回路に対する修飾作用を明らかにすることで，大脳皮質に存在するμオピオイド受容体による抗侵害作用の機序を解明することを目的とした。
実験では，in vitroホールセル・パッチクランプ法を用い，シナプスを形成するニューロンの種類に着目し，μオピオイド受容体アゴニストであるDAMGO灌流投与による抑制性シナプス伝達におよぼす作用を検討した。また，in vivo光学計測法を用い，ラットの歯髄神経刺激によって誘発されるAIの神経活動に対するDAMGOの作用を蛍光強度の変化として記録した。
申請者はこれまでに，オピオイド受容体のAIにおけるシナプス伝達修飾作用を解明してきた。その過程で，モルヒネはAIにおいて，抑制性シナプス伝達を増強する場合と抑制する場合が混在することが見いだされた。そこで本研究は，モルヒネの主要なターゲットであるμオピオイド受容体に着目した。
ホールセル・パッチクランプ法では，DAMGO（1 μM）灌流投与によりuIPSCの振幅は，fast-spiking抑制性介在ニューロン（FS）→錐体細胞（Pyr）のシナプスでは有意な変化は見られなかったが，FS→FSでは減少した。次に，光学計測法では，DAMGO（10 μM）局所負荷により，ラットの歯髄神経刺激によって誘発されるAIの興奮伝播は減少した。本年度は記録細胞数を増やすことにより、より確からしい結果を得ることが出来た。
以上の結果から，μオピオイド受容体は，抑制性シナプス伝達において，PyrよりもFSに対するuIPSCを選択的に抑制することで錐体細胞への抑制入力を増大させ，その結果AIからの出力を抑制して下行性抑制を賦活化することにより鎮痛効果を発揮している可能性が示唆された。
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| 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
平成29年度は、計画通り研究を進めることが出来た。その結果、in vitroとin vivo実験ともにμ受容体の島皮質神経回路における働きを解明できた。これらの結果は2つの原著論文（Yokota et al., 2016, Neuroscience; Yokota et al., 2016, Neuroscience Letters)に投稿し、掲載された。
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| 今後の研究の推進方策 |
偶然にも、本実験の過程でにおいて大脳皮質に存在するコリン作動性ニューロンからの記録ができるようになり、アセチルコリンの島皮質における役割が明らかになってきた。大脳皮質に存在するコリン作動性ニューロンはVIP陽性であるという報告があり、VIPニューロンは錐体細胞の脱抑制に働きかけ、大脳皮質そのものの活性化に寄与することが示唆されている。そこで、オピオイド受容体のグルタミン酸およびGABA受容体を介した制御機構の解明と並行して、今後はアセチルコリン作動性ニューロンのオピオイドによる制御機構について研究を進めていく予定である。
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