前帯状回からの覚醒下in vivoパッチクランプ記録法の開発

2017 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 16K15341
• 研究機関: 兵庫医科大学
• 研究代表者: 古江 秀昌 兵庫医科大学, 医学部, 教授 (20304884)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 鎮痛 / 青斑核 / シナプス / 脊髄

研究実績の概要

疼痛には快・不快に加え感情や共感を含む痛みの情動的側面がある。これらは脊髄や視床における痛みの中継とは異なり、痛みの高次機能として情報処理されるものと考えられる。この痛みの情動的側面は如何に評価できるであろうか？本研究は、疼痛の本質を見極める極めて有用な評価法を開発するために、前年度見出した成果を更に展開し、以下の研究を遂行した。

前年度のin vivoパッチクランプ法などを用いた研究から、痛みの情動的側面に関与する部位の1つである前帯状回は麻酔下で感覚応答を惹起するが、その神経活動は麻酔の影響を受けることを明らかにした。今年度は主に麻酔の影響を排除するために、覚醒下に記録を行う方法を開発した。全身深麻酔下に頭部に定位固定装置装着用のチャンバーを固定した後、十分に記録用固定装置への訓化を行った。行動実験と電気生理学的実験を比較するために、von Freyフィラメントを用いた行動学的解析を行った。次いで、覚醒下に前帯状回からin vivo細胞外記録を行い、後肢に感覚刺激を加えた。Von Freyによる触・圧刺激を後肢に加えると弱い屈曲反射がみられた。その際の神経活動を同時記録すると特徴的な周波数成分が出現するなど、覚醒下の前帯状回応答の記録に成功した。また、屈曲反射後もその応答が持続するなど覚醒下特有の感覚応答を記録・解析した。モデル動物を用いた解析に着手し、慎重に覚醒下の計画を立てるなど疼痛応答を捉える為の準備を進めた。

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

覚醒下のin vivo記録に成功するなど本研究課題の大きな成果が得られた為、概ね順調に進んでる。

今後の研究の推進方策

今年度の研究成果を更に発展させモデル動物の解析などを進めるとともに、当該研究計画を遂行する。

次年度使用額が生じた理由

今年度は覚醒下からの記録開発に時間を要したため、研究計画の一部（モデル動物の解析）を次年度の計画として追加・計上しており、その研究費用として使用を予定している。

研究成果

• [国際共同研究] ブリストル大学(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: ブリストル大学
• [国際共同研究] キョンヒ大学(韓国)
  • 国名: 韓国
  • 外国機関名: キョンヒ大学
• [国際共同研究] ソウル大学(韓国)
  • 国名: 韓国
  • 外国機関名: ソウル大学
• [国際共同研究] トロント大学(カナダ)
  • 国名: カナダ
  • 外国機関名: トロント大学
• [雑誌論文] Medullary raphe nuclei activate the lumbosacraldefecation center through the descending serotonergic pathway to regulatecolorectal motility in rats. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakamori H, Naitou K, Horii Y, Shimaoka H, Horii K, Sakai H, Yamada A, FurueH, Shiina T, Shimizu Y
  • 雑誌名: Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 巻: 314(3) ページ: G341-G348
  • DOI: 10.1152/ajpgi.00317.2017.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optogenetic Activation of Non-Nociceptive Aβ Fibers Induces Neuropathic Pain-LikeSensory and Emotional Behaviors after Nerve Injury in Rats. (2018)
  • 著者名/発表者名: Tashima R, Koga K, Sekine M, Kanehisa K, Kohro Y, Tominaga K,Matsushita K, Tozaki-Saitoh H, Fukazawa Y, Inoue K, Yawo H, Furue H, Tsuda M
  • 雑誌名: eNeuro 巻: 5(1) ページ: 0450-17
  • DOI: 10.1523/ENEURO.0450-17.2018.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Noradrenergic inhibition of spinalhyperexcitation elicited by cutaneous cold stimuli in rats withoxaliplatin-induced allodynia: electrophysiological and behavioral assessments. (2017)
  • 著者名/発表者名: Choi S, Yamada A, Kim W, Kim SK, Furue H
  • 雑誌名: JPhysiol Sci 巻: 67(3) ページ: 431-438
  • DOI: 10.1007/s12576-016-0505-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] 4-isopropylcyclohexanol has potentialanalgesic effects through the inhibition of anoctamin 1, TRPV1 and TRPA1 channel activities. (2017)
  • 著者名/発表者名: Takayama Y, Furue H, Tominaga M
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 7 ページ: 43132
  • DOI: 10.1038/srep43132
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo electrophysiological analysis of mechanisms ofmonoaminergic pain inhibitory systems (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura M, Furue H
  • 雑誌名: Pain 巻: 158 ページ: S85-S91
  • DOI: 10.1097/j.pain.0000000000000844.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acute inflammation reveals GABA(A) receptor-mediated nociception inmouse dorsal root ganglion neurons via PGE(2) receptor 4 signaling (2017)
  • 著者名/発表者名: Jang IJ, Davies AJ, Akimoto N, Back SK, Lee PR, Na HS, Furue H, Jung SJ, KimYH, Oh SB.
  • 雑誌名: Physiol Rep 巻: 5(8) ページ: e13178
  • DOI: 10.14814/phy2.13178
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of NociceptiveBehaviors Induced by Formalin in the Glabrous and Hairy Skin of Rats. (2017)
  • 著者名/発表者名: Erami E, Azhdari-Zarmehri H, Imoto K, Furue H
  • 雑誌名: Basic Clin Neurosci. 巻: 8(1) ページ: 37-42
  • DOI: 10.15412/J.BCN.03080105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Corrigendum: Intravenous administration oflidocaine directly acts on spinal dorsal horn and produces analgesic effect: Anin vivo patch-clamp analysis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kurabe M, Furue H, Kohno T
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 7 ページ: 46814
  • DOI: 10.1038/srep46814
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemogenetic silencing of GABAergic dorsal horn interneurons induces morphine-resistant spontaneous nocifensive behaviours. (2017)
  • 著者名/発表者名: Koga K, Kanehisa K, Kohro Y, Shiratori-Hayashi M, Tozaki-Saitoh H, Inoue K, Furue H, Tsuda M
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 7(1) ページ: 4739
  • DOI: 10.1038/s41598-017-04972-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impaired peripheral nerve regeneration in type-2 diabetic mouse model. (2017)
  • 著者名/発表者名: Pham VM, Tu NH, Katano T, Matsumura S, Saito A, Yamada A, Furue H, Ito S
  • 雑誌名: Eur J Neurosci. 巻: 47(2) ページ: 126-139
  • DOI: 10.1111/ejn.13771
  • 査読あり
• [雑誌論文] Noradrenergic effects in rat sacral autonomic nucleus using in vitro slice patch-clamp recordings. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kawatani M, Akimoto N, Yamada A, Furue H, Kawatani M
  • 雑誌名: Biomed Res 巻: 38(6) ページ: 359-369
  • DOI: 10.2220/biomedres.38.359.
  • 査読あり
• [学会発表] Activation of spinal parasympathetic neuronal circuit by noxious afferent fibers (2018)
  • 著者名/発表者名: Furue H
  • 学会等名: Spring Meeting of Korean Pain Research Society (IASP, Korean Chapter)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] TRP チャネルと ANO1 を標的とした 4-イソプロピルシクロヘキサノールによる疼痛お よび掻痒の緩和. (2018)
  • 著者名/発表者名: 高山靖規、古江秀昌、富永真琴
  • 学会等名: 第95回日本生理学会大会
• [学会発表] ユビキチンプロテアソームシステムを介した前帯状回シナプス前長期増強の調節機構 (2018)
  • 著者名/発表者名: 古賀浩平、矢尾育子、瀬藤光利、古江秀昌、ずお みん
  • 学会等名: 第95回日本生理学会大会
• [学会発表] 下部尿路から脊髄への知覚伝達機構 (2018)
  • 著者名/発表者名: 中川達貴、箱崎敦志、秋元 望、 尾崎紀之、 井本敬二、 古江秀昌
  • 学会等名: 第95回日本生理学会大会.
• [学会発表] in vivo 前帯状回皮質感覚応答の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山田彬博、古賀浩平、井本敬二、粂 和彦、大澤匡弘、古江秀昌
  • 学会等名: 第95回日本生理学会大会
• [学会発表] ４－イソプロピルシクロヘキサノールのイオンチャネル阻害作用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 高山靖規、古江秀昌、富永真琴
  • 学会等名: 第39回日本疼痛学会
• [学会発表] ノルアドレナリン神経による上行性および下行性の痛覚調節機 (2017)
  • 著者名/発表者名: 古江秀昌
  • 学会等名: 第90回日本薬理学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] In vivo analysis of sensory neuronal activities in the anterior cingulate cortex (2017)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Yamada, Kohei Koga, Kazuhiko Kume, Masahiro Ohsawa and Hidemasa Furue
  • 学会等名: 第44回日本脳科学会
• [学会発表] Cingulate presynaptic long-term potentiation contributes to chronic pain induced anxiety (2017)
  • 著者名/発表者名: Kohei Koga, Akihiro Yamada, Hidemasa Furue and Min Zhuo
  • 学会等名: 第44回日本脳科学会
  • 招待講演
• [学会発表] 下部尿路からの脊髄への感覚伝達機構の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中川達貴、秋元 望、箱崎敦志、古江秀昌
  • 学会等名: 第110 回近畿生理学談話会プログラム
• [備考] 兵庫医科大学生理学神経生理部門ホームページ
  • URL: http://www.hyo-med.ac.jp/department/neurophysiol/index.html