2017 Fiscal Year Research-status Report
Role of cannabinoids in new prostaglandin synthesis and its involvement in pain mechanism
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17K11113
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| Research Institution | Kyoto Prefectural University of Medicine |
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Principal Investigator |
伊吹 京秀 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (90232587)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松村 潔 大阪工業大学, 情報科学部, 教授 (10157349)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | プロスタグランジンE2 / Zymosan / Cyclooxygenase-2 / monoacylglycerol lipase |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【目的】炎症性疼痛におけるカナビノイド由来のプロスタグランジン合成経路を解明することである。特に中枢神経系において、カナビノイド系からアラキドン酸がプロスタグランジン合成系供給されるしくみに焦点をあてる。その第一段階として、マウス炎症性疼痛モデルを検討した。当初計画していたカラゲニン皮下注射では、末梢の炎症は惹起できるが、中枢神経系でのプロスタグランジン合成を促さないことがわかった。そこでzymosan（酵母の細胞壁成分）をマウス後肢に皮下注射するモデルを検討した。
【方法】2％zymozan(30μl)をマウス左後肢に皮下注射し、3時間、6時間、12時間、24時間後に安楽死させ、脳、脊髄、後肢を採取した（各4頭）。対照実験としてzymosanの溶媒（PBS）を皮下注射し6時間後に同様の標本を採取した。脳・脊髄におけるcyclooxygenase-2（COX-2）の発現を免疫組織化学、ウェスタンブロットにより検討した。COX-2はプロスタグランジン合成の律速酵素である。また脳組織におけるPGE2の量をEIA法で測定した。
【結果】COX-2の発現は脳・脊髄ともにzymosan皮下注射後3時間後で最大となり、その後、徐々に低下した。2重免疫染色によりCOX-2は脳・脊髄の血管内皮細胞に誘導されることが明らかとなった。PBS皮下注射では血管内皮細胞にCOX-2は誘導されなかった。PGE2はzymosan注射後6時間で最大となった。
【考察】zymosan皮下注射が本研究の実験モデルとして適切であることが明らかとなった。また、サンプルを採取する時点は皮下注射後3-6時間が適切であることが分かった。今後はこのモデルにおけるPGE2合成にカナビノイド系が関わっていることを検討する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
理由）当初は炎症性疼痛モデルとして、カラゲニン皮下注射を予定していた。しかし、マウスではラットと異なり、カラゲニン皮下注射では中枢神経系のプロスタグランジン合成系が誘導されないことが明らかとなった。そのため初年度は、本研究に適切なモデルの検討を行い、Zymosan皮下注射モデルを確立した。そのため、当初の計画よりやや遅れた。
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| Strategy for Future Research Activity |
まず、Zymosan皮下注射による脳内PGE2合成の上流に、カナビノイド系が働いているのかを明らかにする。そのために、カナビノイド系からアラキドン酸を供給すると想定されているmonoacylglycerol lipase(MGL)の遺伝子欠損マウスを用いて実験を行う。もしMGLの関与が確認できた場合は、当初の予定どおり脳血管内皮細胞におけるカナビノイド合成系遺伝子の炎症時の誘導をDNAチップで検討する。そして、候補となる酵素をターゲットとして阻害剤実験を行う。MGLの関与が確認できなかった場合は、それに代わるアラキドン酸供給メカニズムについて研究を展開する。
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| Causes of Carryover |
当初の計画では、これまでラット炎症性疼痛モデルとして研究を続けてきた足趾カラゲニン投与モデルを使用する予定であった。本研究ではノックアウトマウスを用いた研究を予定しているので、マウスでの研究を行う。実際にカラゲニン投与モデルで実験を行うと、マウスにおいては、末梢性炎症は惹起できたが中枢神経系でのプロスタグランジン合成は促進されなかった。そこで急遽他の炎症性疼痛モデルを検討し2%zymozan投与モデルが適切である結論に至った。モデル確立のために予定以上の期間を要したので、研究実施が遅れた。未使用分は各種抗血清などの物品購入に使用する予定である。
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