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2015 年度 実施状況報告書

脊髄gap junction機能低下によって惹起される慢性疼痛の発現機序の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26460342
研究機関広島大学

研究代表者

森岡 徳光  広島大学, 医歯薬保健学研究院(薬), 准教授 (20346505)

研究分担者 中島 一恵 (久岡一恵)  広島大学, 医歯薬保健学研究院(薬), 助教 (20393431)
仲田 義啓  広島大学, 医歯薬保健学研究院(薬), 教授 (40133152)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード神経障害性疼痛 / connexin43 / 脊髄アストロサイト / TNF / グルタミン酸トランスポーター / ユビキチン / プロテアソーム
研究実績の概要

これまでの研究では、神経障害性疼痛時に認められる脊髄後角でのアストロサイトにおけるconnexin43(Cx43)発現の低下は、グルタミン酸神経伝達を亢進させることで痛みを発生していることを明らかにしている。本年度はどのようなメカニズムを介してグルタミン酸神経伝達が亢進されるのか検討した。その結果、Cx43 siRNAをマウス脊髄くも膜下腔内に投与することにより脊髄後角グルタミン酸トランスポーターGLT-1発現が有意に低下していることが明らかとなった。さらにマウス脊髄シナプトソームを用いた検討により、Cx43 siRNA処置によりグルタミン酸取り込み能も低下していることを明らかにした。
次に、脊髄後角でのCx43発現をアデノウイルスベクターを用いて回復させることによる疼痛緩和効果を検討した。その結果、Cx43発現アデノウイルスベクターを神経障害性疼痛モデルマウスの脊髄くも膜下腔内に投与することにより、脊髄後角でのCx43発現増加に伴って、痛みが緩和されることが明らかとなった。
さらにtumor necrosis factor(TNF)がCx43発現低下に関与していることをすでに明らかにしているが、TNF blockerであるetanerceptの効果も検討した。その結果、etanerceptを神経障害性疼痛モデルマウスの脊髄くも膜下腔内に投与することにより、脊髄後角のCx43発現低下が有意に拮抗され、痛みが緩和されることが明らかとなった。
加えて培養脊髄アストロサイトを用いてTNFによるCx43発現低下メカニズムの検討を行った。その結果、TNFはubiquitin-proteasome系を賦活化させることによりCx43分解を促進することで、Cx43発現量を低下させることが明らかとなった。

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

本年度研究において、神経障害性疼痛におけるconnexin43(Cx43)発現低下による疼痛発症メカニズムの大部分が明らかになった。さらにCx43発現低下を回復させることにより、神経障害性疼痛が緩和できる可能性も示唆することができた。また脊髄アストロサイトにおけるCx43発現低下に関与するメカニズムも明らかにすることができた。これらの成果は、Brain, Behavior, and ImmunityならびにBiochemical and Biophysical Research Communicationsに掲載された。

今後の研究の推進方策

脊髄アストロサイトにおけるconnexin43(Cx43)発現低下により如何なるメカニズムを介してグルタミン酸トランスポーターGLT-1発現が低下するのかを明らかにする必要がある。さらにCx43発現低下はGLT-1以外にも影響を及ぼすことで痛みを惹起している可能性についても検討する必要がある。
また脊髄後角Cx43発現回復作用が新たな鎮痛標的となる可能性が予想される。そこでCx43発現増加効果を有する低分子化合物の探索も行う必要がある。

次年度使用額が生じた理由

購入を予定していた試薬の値段が予定より高騰したため、ほかの格安の類似薬に変更した。そのために差額が生じた。

次年度使用額の使用計画

本年度は予定していた試薬を購入し、研究計画に沿って実験を遂行する予定である。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Tumor necrosis factor-mediated downregulation of spinal astrocytic connexin43 leads to increased glutamatergic neurotransmission and neuropathic pain in mice.2015

    • 著者名/発表者名
      Morioka N., Zhang F.F., Nakamura Y., Kitamura T., Hisaoka-Nakashima K., Nakata Y.
    • 雑誌名

      Brain, Behavior, and Immunity

      巻: 49 ページ: 293-310

    • DOI

      10.1016/j.bbi.2015.06.015

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Proinflammatory cytokines downregulate connexin 43-gap junction in rat spinal astrocytes via ubiquitin-proteasome system.2015

    • 著者名/発表者名
      Zhang F.F., Morioka N., Kitamura T., Hisaoka-Nakashima K., Nakata Y.
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 464 ページ: 1202-1208

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2015.07.105

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] A role of spinal astrocytic connexin43 in maintenance of neuropathic pain.2016

    • 著者名/発表者名
      藤井志織, 森岡徳光, 張 芳芳, 中島一恵, 仲田義啓
    • 学会等名
      第89回日本薬理学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-03-09 – 2016-03-12
    • 国際学会
  • [学会発表] The role of spinal astrocytic Cx43 in the maintenance of neuropathic pain2015

    • 著者名/発表者名
      Zhang F., Morioka N., Nakamura Y., Fujii S., Hisaoka-Nakashima K., Nakata Y.
    • 学会等名
      45th Annual Meeting of Society for Neuroscience
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      2015-10-17 – 2015-10-21
    • 国際学会
  • [学会発表] 脊髄アストロサイトConnexin43発現低下による神経障害性疼痛発症メカニズムの解析2015

    • 著者名/発表者名
      藤井志織, 森岡徳光, 張 芳芳, 中島一恵, 仲田義啓
    • 学会等名
      次世代を担う創薬・医療薬理シンポジウム2015
    • 発表場所
      東京大学薬学部
    • 年月日
      2015-08-29 – 2015-08-29
  • [学会発表] 難治性疼痛発症メカニズムに関与する新規制御因子の探索とその治療戦略2015

    • 著者名/発表者名
      森岡徳光
    • 学会等名
      生体機能と創薬シンポジウム2015
    • 発表場所
      日本大学薬学部
    • 年月日
      2015-08-28 – 2015-08-28
    • 招待講演
  • [備考] 広島大学大学院医歯薬保健学研究院薬効解析科学ホームページ

    • URL

      http://home.hiroshima-u.ac.jp/pha/

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公開日: 2017-01-06  

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