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2018 年度 実施状況報告書

運動療法による慢性痛緩和のメカニズム:運動が脳報酬系を活性化する神経経路の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K10719
研究機関和歌山県立医科大学

研究代表者

上 勝也  和歌山県立医科大学, 医学部, 博士研究員 (20204612)

研究分担者 仙波 恵美子  和歌山県立医科大学, 医学部, 名誉教授 (00135691)
田島 文博  和歌山県立医科大学, 医学部, 教授 (00227076)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード脳報酬系 / 運動による疼痛抑制 / 中脳皮質‐辺縁系 / 扁桃体
研究実績の概要

運動による疼痛抑制(exercise-induced hypoalgesia: EIH)の脳メカニズムの解明を目的として実施した本研究課題における本年度の成果は、①坐骨神経部分損傷(PSL)マウス(神経障害性疼痛モデルマウス)に自発運動(VE)を行わせると、背外側被蓋核(LDT)-コリン作動性ニューロンと視床下部外側部(LHA)-オレキシンニューロンが活性化され、さらに腹側被蓋野(VTA)に逆行性トレーサー(Retrobeads Red)を注入したマウスにVEを行わせると、VTAに投射するLDT-コリン作動性ニューロンとLHA-オレキシンニューロンが活性化されることが分かった。このように私達は、VTA-DAニューロンの活性化にはLDT-コリン作動性ニューロンとLHA-オレキシンニューロンが関与することを突き止めた(Kami, Tajim、Senba. Sci Rep., 2018)。痛みの慢性化には脳報酬系を含むmesocortico-limbic systemの機能不全が重要な役割を担っている。そこでmesocortico-limbic systemの構成核の一つである扁桃体に焦点を当て、EIHに及ぼす影響について検討したところ、②VEは側坐核(NAc)に優先的に投射する扁桃体基底核内側部(medBA)のglutamate(Glu)ニューロンを活性化し、扁桃体中心核(CeA)では、PSLはGABAニューロンの活性化を高めたが、PSL+VEはこれらの活性化を抑制することがわかった。以上、本年度は、VEはmedBA-Gluニューロンの活性化を介してNAc-GABAニューロンを活性化することでEIH効果の発現に関与するとともに、VEによるCeA-GABAニューロンの抑制は、痛みに伴う不快情動の消去にも影響を及ぼすという非常に興味深い成果を得ることができた。

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

本年度は昨年度からの研究をさらに発展させ、自発運動が脳報酬系を活性化する2つの経路(LDT-コリン作動性とLHA-オレキシンニューロン)を明らかにし、これらの研究成果を国際誌(Kami, Tajim、Senba. Sci Rep., 2018)に発表できたことは大いに評価することができる。さらにこれまでのEIH研究をまとめた総説、3編(上、田島、仙波, ペインクリニック 第39巻別冊春号, 第39巻, 2018年; 上勝也, Locomotive Pain Frontier 第7巻, 2018年)を発表できたことも高く評価できる。また扁桃体を構成する神経核群(BLA、CeAなど)に焦点を当てた研究結果(上述)と逆行性トレーサー実験と免疫染色を組み合わせた研究結果の一部が、「第11回日本運動器疼痛学会・優秀演題賞」を受賞することができたことも評価するに値する。さらに私達のこれまでのEIH研究が評価され、本年度7月に名古屋で開催される「第41回日本疼痛学会・シンポジウム(炎症・ストレス・運動と脳-末梢・相互関連修飾)」で発表する機会を与えられたことも本研究課題が順調に発展している証であると言える。このようにmesocortico-limbic systemに焦点を当てたEIH効果の脳メカニズムの解明は、疼痛学分野における重要課題の一つであると言って良い。

今後の研究の推進方策

今後の研究の推進方策として、まず本年度(30年度)である程度仕上がりつつある「EIHと扁桃体との関係」に関する実験データをまとめて原著論文として国際誌に投稿・発表することを予定している。また、mesocortico-limbic systemにおける他の構成核である「内側前頭前野」および「海馬」に焦点を当て、これらとEIH効果との関係について、行動実験、疼痛評価、免疫組織化学染色、逆行性トレーサーと免疫染色とのコンビネーションなどの実験手法を駆使して明らかにすることも予定している。

次年度使用額が生じた理由

昨年度(平成30年度)で終了予定であった研究課題(15K01427)の1年間延長が承認されたことにより、その科研費を本年度に使用したために次年度使用額が生じた。次年度研究費の使用計画としては、研究消耗品費、学会旅費、英文校正費や論文掲載費等を予定している。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] 運動による鎮痛(EIH)のメカニズム:最近の知見2018

    • 著者名/発表者名
      上勝也、田島文博、仙波恵美子
    • 雑誌名

      ペインクリニック

      巻: 39 別冊春号 ページ: 42-50

  • [雑誌論文] 運動するとなぜ痛みが軽くなるのですか?2018

    • 著者名/発表者名
      上勝也
    • 雑誌名

      Locomotive Pain Frontier

      巻: 7 ページ: 36-39

  • [雑誌論文] Activation of mesolimbic reward system via laterodorsal tegmental nucleus and hypothalamus in exercise-induced hypoalgesia2018

    • 著者名/発表者名
      Kami K, Tajima F, Senba E.
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 8 ページ: 11540

    • DOI

      10.1038/s41598-018-29915-4

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 運動による鎮痛(Exercise-induced hypoalgesia)と扁桃体との関係2019

    • 著者名/発表者名
      上勝也、仙波恵美子
    • 学会等名
      第124回日本解剖学会学術集会
  • [学会発表] Exercise-induced hypoalgesiaを生み出す神経メカニズムの解明2018

    • 著者名/発表者名
      上 勝也、仙波恵美子
    • 学会等名
      第40回日本疼痛学会
  • [学会発表] 運動誘発性鎮痛(Exercise-Induced Hypoalgesia)の脳メカニズム2018

    • 著者名/発表者名
      仙波恵美子、上勝也
    • 学会等名
      第40回日本疼痛学会
    • 招待講演
  • [学会発表] Activation of mesolimbic reward pathway via laterodorsal tegmental nucleus and hypothalamus contributes to exercise-induced hypoalgesia in neuropathic pain model mice2018

    • 著者名/発表者名
      Kami K, Senba E
    • 学会等名
      17th IASP World Congress on Pain 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] 運動による疼痛制御機構 -Exercise-induced hypoalgesiaの脳内メカニズム-2018

    • 著者名/発表者名
      上勝也、仙波恵美子
    • 学会等名
      第11回日本運動器疼痛学会
    • 招待講演
  • [学会発表] 運動による鎮痛(exercise-induced hypoalgesia)の脳メカニズム:扁桃体の役割2018

    • 著者名/発表者名
      上勝也、仙波恵美子
    • 学会等名
      第11回日本運動器疼痛学会
  • [学会発表] Exercise-induced hypoalgesiaの脳メカニズム -mesocortico-limbic systemの役割2018

    • 著者名/発表者名
      上勝也、仙波恵美子
    • 学会等名
      痛み研究会2018

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公開日: 2019-12-27  

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