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2015 年度 実施状況報告書

慢性疼痛形成時の一次体性感覚野におけるグリア性シナプス再編機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26860380
研究機関山梨大学

研究代表者

柴田 圭輔  山梨大学, 総合研究部, 助教 (50580411)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード神経障害性疼痛 / アストロサイト / シナプス再編 / アロディニア / 一次体性感覚野 / ATP
研究実績の概要

本年度は、神経障害性疼痛マウスのS1で起こる一過性細胞外ATP濃度上昇とS1でのグリア性シナプス再編(神経回路再編成に関与)との関連性について調べ、以下の点を明らかとした。
1, 前年度に見出した末梢神経損傷後1-2日をピークに見られるS1での細胞外ATP濃度上昇(麻酔下)は覚醒下においても認められた。[In vivo マイクロダイアリシス及びルシフェリンルシフェラーゼ法によるS1細胞外ATP量測定]
2, ATPを無処置マウスのS1に直接処置したところ、シナプス新生因子の一つであるトロンボスポンジン1(TSP1)がS1アストロサイトで増加していた。[免疫組織学的染色法]
3, ATPを無処置マウスのS1に直接処置したところ、S1アストロサイトで細胞内Ca2+興奮が活発になった。
4, IP3受容体2型を欠損したマウス(アストロサイトの細胞内Ca2+興奮が起こらないマウス)では慢性アロディニアは形成されなかった。
以上の結果から、神経障害性疼痛マウスのS1で起こる一過性細胞外ATP濃度上昇はS1グリア性シナプス再編の引き金であること、また、実行因子はアストロサイト由来のTSP1である可能性が示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

(1)期待していた結果を得ることができた。
(2)生きたままのアストロサイトのCa2+活動を覚醒下で観察する技術を習得した。
(3)無侵襲でS1にATPを局所投与できる経頭蓋骨投与法を新規に開発した。

今後の研究の推進方策

次年度は、細胞腫特異的かつ時期特異的に目的遺伝子(P2Y1受容体、VNUT)を欠損させたマウスを使用して、ATPの放出細胞や放出経路、責任受容体の同定を目指す。また、本年度に開発した経頭蓋骨投与法を応用し、ATP誘発グリア性シナプス再編のマニピュレートによる神経障害性疼痛の治療戦略の可能性を検討する。本治療戦略にはシナプス再編と同時に行う末梢由来の知覚入力コントロールが必須であると考えている。智覚入力のコントロールには各種一次知覚神経を選択的に刺激できる装置「Neurometer」および、最近報告されたAb繊維特異的な麻酔法(Nat. Med., 2015)を活用する。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Cortical astrocytes rewire somatosensory cortical circuits for peripheral neuropathic pain.2016

    • 著者名/発表者名
      Kim SK, Hayashi H, Ishikawa T, Shibata K, Shigetomi E, Shinozaki Y, Inada H, Roh SE, Kim SJ, Lee G, Bae H, Moorhouse AJ, Mikoshiba K, Fukazawa Y, Koizumi S, Nabekura J.
    • 雑誌名

      The Journal of Clinical Investigation

      巻: 126(5) ページ: 1983-97

    • DOI

      10.1172/JCI82859

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] アストロサイトのプリン作動性シグナルによる一次体性感覚野における神経ネットワーク制御2016

    • 著者名/発表者名
      久保田啓太、柴田圭輔、江藤圭、稲田浩之、石川達也、高梨健太、繁冨英治、篠崎陽一、鍋倉淳一、小泉修一
    • 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(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-03-09 – 2016-03-11
  • [学会発表] グリア細胞とシナプInhibition by Goshajinkigan, a traditional Japanese medicine, of paclitaxel-induced peripheral neuropathy via astrocytesスの近接場光学顕微鏡観察2016

    • 著者名/発表者名
      Kenta Takanashi, Keisuke Shibata, Keita Kubota, Keita Mizuno, Yuji Omiya, Yoshio Kase, Schuichi Koizumi
    • 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(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-03-09 – 2016-03-11
  • [学会発表] グリア細胞とシナプスの近接場光学顕微鏡観察2016

    • 著者名/発表者名
      酒井優、岡部菜央、櫻井杏梨、篠崎陽一、柴田圭輔、繁冨英治、小泉修一、内山和治、堀裕和、小林潔
    • 学会等名
      日本光学会ナノオプティクス研究グループ第22回研究討論会
    • 発表場所
      東京農工大学 科学博物館 本館(東京都小金井市)
    • 年月日
      2016-03-01 – 2016-03-01
  • [備考] 山梨大学大学院医学工学総合研究部薬理学教室

    • URL

      http://www.med.yamanashi.ac.jp/clinical_basic/pharmaco/1-Japanese/home.html

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公開日: 2017-01-06  

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