慢性疼痛発現における脳内報酬・快楽ネットワーク異常応答の解明

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26293346
• 研究機関: 星薬科大学
• 研究代表者: 成田 年 星薬科大学, 薬学部, 教授 (40318613)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: オプトジェネティクス / DREADD / 疼痛 / 中脳ドパミン神経

研究実績の概要

本年度は、オプトジェネティクスや DREADD システムといった特定神経細胞活性制御技術を確立し、その応用により、鎮痛効果発現に関わる神経回路網の解析を行った。in vivo microdialysis 法を用いて、モルヒネ処置下、腹側被蓋野 (VTA) 領域への光照射あるいは CNO 投与による、側坐核におけるドパミン遊離量を測定した。その結果、TH-eNpHR マウスの腹側被蓋野領域へ 589nm の黄色光を照射することにより、モルヒネ誘発ドパミン遊離量増加の抑制が認められた。同様に、ドパミン神経の起始核である腹側被蓋野に特異的に hM4Di を発現させた VTA-TH-Cre/hM4Di マウスへの CNO 処置により、モルヒネ誘発ドパミン遊離量増加の抑制が認められた。こうした条件下、腹側被蓋野ドパミン神経細胞の抑制によるモルヒネ鎮痛効果への影響を検討した。その結果、TH-eNpHR マウスの腹側被蓋野領域への光照射により、モルヒネ鎮痛効果の有意な減弱が認められた。同様に、VTA-TH-Cre/hM4Di マウスへの CNO 処置により、モルヒネ鎮痛効果の有意な減弱が認められた。続いて、経路選択的なモルヒネ鎮痛効果に対する影響を検討する目的で、イムノトキシン細胞標的法を応用し、腹側被蓋野-側坐核経路もしくは腹側被蓋野-帯状回経路特異的な神経細胞除去を行った。その結果、腹側被蓋野-側坐核経路の神経を脱落させたイムノトキシン群においてのみ、モルヒネの抗侵害効果に有意な減弱が認められた。

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

本申請に必要なマイクロインジェクション等の技術習得ならびに遺伝子改変動物やAAV ベクター等のマテリアルの入手が比較的速やかに達成することができたため、チロシンハイドロキシラーゼ (TH) promoter 下流に光受容性チャネルであるChR2 あるいはeNpHR や DREADD サブタイプである hM3Dq ならびに hM4Di を特異的に発現させることが可能となった。こうした技術を駆使し、中脳ドパミン神経を活性化あるいは抑制することによる疼痛や不安といった表現系に対するフェノミクス解析の実施が可能となった。

今後の研究の推進方策

今後は、慢性疼痛モデルや恐怖条件付けモデル等を用いて、疼痛や負の記憶に対するドパミン神経系を中心とした脳内ネットワークの関与について検討を行う。また、申請書に従い、快楽ネットワークの後生的遺伝子修飾 (エピジェネティクス修飾)と痛み発現の時間的相関解析や因果解析を行う目的で、中脳辺縁ドパミン神経の投射先である側坐核における miRNA の発現変動ならびに機能解析を進めていく。

次年度使用額が生じた理由

学術研究助成基金助成金受入の初年度であるため、物品調達の残額 (端数) を次年度に繰り越した。

次年度使用額の使用計画

次年度以降の物品費として使用する。

研究成果

• [雑誌論文] Epigenetic mechanisms of chronic pain. (2015)
  • 著者名/発表者名: Descalzi G, Ikegami D, Ushijima T, Nestler EJ, Zachariou V, Narita M
  • 雑誌名: Trends Neurosci 巻: 38 ページ: 237-46
  • DOI: 10.1016/j.tins
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] κ Opioid systems regulate angiogenesis in development and tumors. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamamizu K, Hamada Y, Narita M
  • 雑誌名: Br J Pharmacol 巻: 172 ページ: 268-76
  • DOI: 10.1038/srep03213
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Peripheral opioid antabonist enhances the effect of anti-tumor drug by blocking a cell growth-suppressive pathway in vivo. (2015)
  • 著者名/発表者名: Suzuki M, Chiwaki F, Sawada Y, Ashikawa M, Aoyagi K, Fujita T, Yanagihara K, Komatsu M, Narita M, Suzuki T, Nagase H, Kushima R, Sakamoto H, Fukagawa T, Katai H, Nakagama H, Yoshida T, Uezono Y, Sasaki H
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10 ページ: e0123407
  • DOI: 0.1371/journal.pone.0123407
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Neuropathic pain-like stimuli change the expression of ribosomal proteins in the amygdala: genome-wide search for a “pain-associated anxiety-related factor” (2015)
  • 著者名/発表者名: Saisu H, Igarashi K, Narita M, Ikegami D, Kuzumaki N, Wajima K, Nakagawa T, Narita M.
  • 雑誌名: Jpn. J. Pharm. Palliat. Care Sci 巻: 未定 ページ: 未定
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Possible involvement of activated locus coeruleus-noradrenergic neurons in pain-related sleep disorders. (2015)
  • 著者名/発表者名: Koh K, Hamada A, Hamada Y, Yanase M, Sakaki M, Someya K, Narita M, Kuzumaki N, Ikegami D, Sakai H, Iseki M, Inada E, Narita M
  • 雑誌名: Neurosci lett 巻: 589 ページ: 200-6
  • DOI: 0.1016/j.neulet
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Involvement of Moesin in the Development of Morphine Analgesic Tolerance through P-glycoprotein at the Blood-Brain Barrier. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kobori T, Fujiwara S, Miyagi K, Harada S, Nakamoto K, Nakagawa T, Takahashi H, Narita M, Tokuyama S.
  • 雑誌名: Drug Metab Pharmacokinet 巻: 29 ページ: 482-9
  • DOI: 0.2133/dmpk.DMPK-14-RG-042
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Orally active opioid μ/δ dual agonist MGM-16, a derivative of the indole alkaloid mitragynine, exhibits potent antiallodynic effect on neuropathic pain in mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto K, Narita M, Muramatsu N, Nakayama T, Misawa K, Kitajima M, Tashima K, Devi LA, Suzuki T, Takayama H, Horie S.
  • 雑誌名: J Pharmacol Exp Ther. 巻: 348 ページ: 383-92
  • DOI: 10.1124/jpet.113.208108
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Astrocytic activation in the anterior cingulate cortex is critical for sleep disorder under neuropathic pain. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamashita A, Hamada A, Suhara Y, Kawabe R, Yanase M, Kuzumaki N, Narita M, Matsui R, Okano H, Narita M
  • 雑誌名: Synapse 巻: 68 ページ: 235-47
  • DOI: 10.1002/syn.21733
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Changes in circadian rhythm for mRNA expression of melatonin 1A and 1B receptors in the hypothalamus under a neuropathic pain-like state. (2014)
  • 著者名/発表者名: Odo M, Koh K, Takada T, Yamashita A, Narita M, Kuzumaki N, Ikegami D, Sakai H, Iseki M, Inada E, Narita M
  • 雑誌名: Synapse 巻: 68 ページ: 253-8
  • DOI: 10.1002/syn.21728
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mechanisms of cisplatin-induced muscle atrophy. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakai H, Sagara A, Arakawa K, Sugiyama R, Hirosaki A, Takase K, Jo A, Sato K, Chiba Y, Yamazaki M, Matoba M, Narita M.
  • 雑誌名: Toxicol Appl Pharmacol. 巻: 278 ページ: 190-9
  • DOI: 10.1016/j.taap.2014.05.001
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Augmented bronchial smooth muscle contractility induced by aqueous cigarette smoke extract in rats. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakai H, Watanabe A, Fujita A, Misawa M, Narita M, Chiba Y.
  • 雑誌名: J Smooth Muscle Res. 巻: 50 ページ: 39-47
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Distribution of aquaporin genes and selection of individual reference genes for quantitative real-time RT-PCR analysis in multiple tissues of the mouse. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakai H, Sato K, Kai Y, Shoji T, Hasegawa S, Nishizaki M, Sagara A, Yamashita A, Narita M.
  • 雑誌名: Can J Physiol Pharmacol. 巻: 92 ページ: 789-96
  • DOI: 10.1139/cjpp-2014-0157
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Neutrophil recruitment is critical for 5-fluorouracil-induced diarrhea and the decrease in aquaporins in the colon. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakai H, Sagara A, Matsumoto K, Jo A, Hirosaki A, Takase K, Sugiyama R, Sato K, Ikegami D, Horie S, Matoba M, Narita M.
  • 雑誌名: Pharmacol Res. 巻: 87 ページ: 71-9
  • DOI: 10.1016/j.phrs
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Pharmacological characterization of standard analgesics on oxaliplatin-induced acute cold hypersensitivity in mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Zhao M, Nakamura S, Miyake T, So K, Shirakawa H, Tokuyama S, Narita M, Nakagawa T, Kaneko S.
  • 雑誌名: J Pharmacol Sci. 巻: 124 ページ: 514-7
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 難治性疼痛発現機序探索のための“痛みネットワーク”解析に連動した複合型オミクス解析：ケミカルジェネティクスシステムやゲノムワイド解析の応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 成田 年
  • 学会等名: 第88 回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-20
  • 招待講演
• [学会発表] エピジェネティクス修飾異常に伴う”痛みの細胞記憶”の形成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 成田 年
  • 学会等名: 第9回臨床ストレス応答学会大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2014-11-01 – 2014-11-02
  • 招待講演
• [学会発表] 疼痛分子神経科学領域の次世代型研究の提案 (2014)
  • 著者名/発表者名: 成田 年
  • 学会等名: 第36回日本疼痛学会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2014-06-20 – 2014-06-21
  • 招待講演
• [学会発表] Pain-induced epigenetic cell modification and significance of primary pain-control (2014)
  • 著者名/発表者名: 成田 年
  • 学会等名: IASP 15th World Congress on Pain
  • 発表場所: Buenos Aires
  • 年月日: 2014-06-06 – 2014-06-11
  • 招待講演
• [図書] 分子病態薬理学I (2014)
  • 著者名/発表者名: 成田 年
  • 総ページ数: 223
  • 出版者: 京都廣川書店
• [図書] がん疼痛緩和ケア (2014)
  • 著者名/発表者名: 成田 年
  • 総ページ数: 18
  • 出版者: じほう