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2014 年度 実施状況報告書

前帯状皮質活性化が脊髄後角に下行性疼痛賦活系を形成するメカニズムの解析

研究課題

研究課題/領域番号 26462253
研究機関関西医療大学

研究代表者

谷口 亘  関西医療大学, 保健医療学部, 准教授 (20453194)

研究分担者 中塚 映政  関西医療大学, 保健医療学部, 客員教授 (30380752)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード前帯状皮質 / ACC / in vivo パッチクランプ法 / 下行性疼痛賦活 / EPSC / spinal cord / dorsal horn / 前帯状回
研究実績の概要

情動中枢の一つである前帯状皮質(Anterior cingulate cortex : ACC)の活性化が脊髄後角細胞のシグナル伝達にどのような作用を与えるのか、電気生理学的に解析を行った。前もってACCの定点(座標:bregmaから2.0mm前方、0.5mm側方、2.0mm腹側)に刺激電極を設置し、脊髄膠様質ニューロンにおける興奮性シナプス後電流(EPSC)および抑制性シナプス後電流(IPSC)の変化をin vivo パッチクランプ法を用いて解析した。ACCの単回の電気刺激ではEPSC,IPSCともに明らかな変化は認めなかった。そこで100μs, 100Hz, 100μAの強度で1秒間の刺激を150秒間に渡って5秒毎に繰り返すtetanic刺激を行ったところ、EPSCの頻度・振幅がそれぞれ126%、120%程度に増強される効果を認めた(n=12)。一方、IPSCは同様のtetanic刺激でも有意な変化は認めなかった(n=7)。次に神経障害性疼痛モデルとしてSpared Nerve Injury (SNI) モデルラットに対して、ACCへ同様のtetanic電気刺激が脊髄膠様質ニューロンのEPSCにどのような影響を与えるか解析した。 SNI モデルラットにおける自発性EPSCは正常ラットより、その頻度・振幅が亢進していたが、ACCへの電気刺激により増強されることは無かった。以上のことから、情動中枢のACCの活性化はより下位中枢である脊髄後角において、疼痛のシグナル伝達を増強させる効果があることが示唆された。さらに神経障害性疼痛では効果は得られなかったことから、既にACCの活性化が自発性EPSCの増強に関与している可能性があると考えられた。

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

当初の計画通り、 ACCの電気刺激による脊髄後角シグナル伝達への影響を解析することができた。その結果、 ACCの活性化は下位中枢の脊髄後角レベルにおける興奮性シグナル伝達の増強をもたらす結果を得ることができた。さらに神経障害性疼痛モデルのラットでは正常ラットより脊髄膠様質ニューロンのEPSCは増強しており、ACCの活性化が寄与している可能性が考えられた。これらの結果はACCの活性化が脊髄後角に下行性疼痛賦活系を形成している可能性を示唆する結果で有り、本研究は順調に遂行できていると考えられる。

今後の研究の推進方策

研究計画に従い、本年度で得られた結果であるACCの電気刺激による脊髄後角ニューロンの興奮性シグナル伝達の亢進が、実際の痛み刺激にどのような影響を与えるか検討する予定である。正常ラット及び神経障害性疼痛モデルラット (SNI モデル)の2群において、ACC刺激前と刺激直後での末梢皮膚の疼痛刺激・触刺激に発生する脊髄膠様質ニューロンの誘発性EPSCを比較する。さらにSNI モデルにおける自発性EPSCの増強がACCに対するグルタミン酸受容体拮抗薬の投与によって、抑制できるか検討する予定である。

次年度使用額が生じた理由

研究計画と実際の進捗状況に若干の差が生じ、未購入機器などがあるため。

次年度使用額の使用計画

次年度の研究計画に従い、必要な研究機器や動物・試薬等の消耗品に使用する予定。また研究成果に応じて、国内外での学会等で研究成果を発表・発信する。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (2件) 図書 (5件)

  • [雑誌論文] TRPV1 channels induce Knee osteoarthritis pain: in vivo patch-clamp analysis2014

    • 著者名/発表者名
      Taniguchi W, Nishio N, Yamanaka M, Kiyoyuki Y, Sonekatsu M, Yoshida M, Nakatsuka T
    • 雑誌名

      Pain Research

      巻: 29 ページ: 171-179

  • [学会発表] 前帯状皮質から脊髄後角に至る経路は下行性疼痛賦活系を形成する2014

    • 著者名/発表者名
      谷口亘, 山中学, 曽根勝真弓, 阿部唯一, 峰巨, 筒井俊二, 橋爪洋, 山田宏, 中塚映政, 吉田宗人
    • 学会等名
      第29回日本整形外科学会基礎学術集会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      2014-10-09
  • [学会発表] 情動中枢前帯状皮質の活性化は脊髄後角で直接痛みを増強する.2014

    • 著者名/発表者名
      谷口亘, 山中学, 西尾尚子, 曽根勝真弓, 阿部唯一, 峰巨, 筒井俊二, 橋爪洋, 山田宏, 中塚映政, 吉田宗人
    • 学会等名
      第43回日本脊椎脊髄病学会学術集会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2014-04-17
  • [図書] Chaptor31. Spinal synaptic plasticity in chronic pain. Neuroprotection and Regeneration of the Spinal Cord.2014

    • 著者名/発表者名
      Wataru Taniguchi, Terumasa Nakatsuka
    • 総ページ数
      12
    • 出版者
      Springer Japan
  • [図書] 痛みのScience &Practice シリーズ6「痛み診療キーポイント」基礎編A.基礎知識12.痛みの研究手法-パッチクランプ法2014

    • 著者名/発表者名
      谷口亘, 中塚映政.
    • 総ページ数
      1
    • 出版者
      文光堂
  • [図書] 痛みのScience &Practice シリーズ6「痛み診療キーポイント」基礎編C.脊髄 1.脊髄後角2014

    • 著者名/発表者名
      谷口亘, 中塚映政.
    • 総ページ数
      1
    • 出版者
      文光堂
  • [図書] 痛みのScience &Practice シリーズ6「痛み診療キーポイント」基礎編D.脳 2.神経可塑性2014

    • 著者名/発表者名
      谷口亘, 中塚映政.
    • 総ページ数
      1
    • 出版者
      文光堂
  • [図書] 痛みのScience &Practice シリーズ6「痛み診療キーポイント」 基礎編D.脳 3.中枢性感作2014

    • 著者名/発表者名
      谷口亘, 中塚映政
    • 総ページ数
      1
    • 出版者
      文光堂

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公開日: 2016-05-27  

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