術後遷延性疼痛における脳内マクロファージの役割の解明

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K11535
• Research Institution: University of Fukui
• Principal Investigator: 中井 國博 福井大学, 学術研究院医学系部門(附属病院部), 准教授 (80362705)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 久保 盾貴 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (00362707) ; 中江 文 大阪大学, 生命機能研究科, 特任准教授(常勤) (60379170) [Withdrawn]
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 術後遷延性疼痛 / MRI / マクロファージ / カンナビノイド受容体

Outline of Annual Research Achievements

新規術後遷延性疼痛動物モデルを作成し疼痛行動を経時的に評価した。新規モデルは、足底の皮膚全体を剥離し皮弁状に挙上した上で元の位置に戻す手術を行うもので、足底部分に強い炎症が引き起こされる。従来からよく用いられている足底皮膚切開創モデルを作成し、疼痛行動を比較した。結果、足底皮膚切開創モデルに比べ、新規術後遷延性疼痛動物モデルは手術後の疼痛が遷延していることを認めた。新規術後遷延性疼痛動物モデルは急性の痛みから慢性の痛みを同一個体で連続的評価が可能な新たなモデル動物である事を見出した。また、慢性に疼痛が持続する神経障害性疼痛モデルの一つである眼窩下神経絞扼モデルにおいてカンナビノイド受容体のCB1、CB2受容体が疼痛行動に関与するかどうかの薬理学的な評価を行った。通常では、CB1受容体は中枢神経に広く分布している一方、CB2受容体は末梢でのマクロファージなどの免疫細胞に限局して存在しているがCB2受容体は神経障害に伴い脊髄など中枢神経に発現が起こるとされている。さらに、モデル動物の脳内へのマクロファージ迷入を評価するMRI撮像条件の設定に向けての撮像を行った。まず、これまでの研究で明らかになっている全身の炎症を惹き起こすリポポリサッカライド投与モデルを用いて末梢から脳内にマクロファージが迷入する状況を評価する撮像条件を確認することとした。リポポリサッカライド腹腔内投与したマウスと生理食塩水腹腔内投与したマウスを用いて造影剤としてイソビストを投与しMRIの撮像の比較を行った。迷入したマクロファージの数を定量評価するために、イソビストの投与量、投与の時期など投与方法の最適化を図ったうえで、撮像方法、評価方法の検討を行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の計画通り、新規術後遷延性疼痛動物モデルは手術後の疼痛が遷延していることを認めた。新規モデルは急性の痛みから慢性の痛みを同一個体で連続的評価が可能な新たなモデル動物である事を見出した。また、慢性に疼痛が持続する神経障害性疼痛モデルの一つである眼窩下神経絞扼モデルを用いて、カンナビノイド受容体のCB1、CB2受容体が疼痛行動に関与するかどうか薬理学的評価を行った。薬理学的解析においても当初の計画通り進展していると考えられる。MRI画像による解析に関しても、当初の計画のとおりにモデル動物のMRI撮像条件の設定に向けての撮像を行った。全身の炎症を惹き起こすリポポリサッカライド投与モデルを用いて末梢から脳内にマクロファージが迷入の状況を評価する撮像条件を確認した。リポポリサッカライド腹腔内投与したマウスと生理食塩水腹腔内投与したマウスを用いて造影剤としてイソビストを投与しMRIの撮像を行い比較した。迷入したマクロファージの数を定量評価するために、イソビストの投与量、投与のタイミングなど投与方法の最適化を図ったうえで、個体差やノイズなど補正しつつ画像解析を遂行するための撮像方法、評価方法の検討を行った。撮像は平成30年度以降も継続して行っていく。MRI脳内のイメージング解析に関しても当初の計画通り進展していると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

MRI画像による脳内のイメージング解析に関しては、引き続き全身の炎症を惹き起こすリポポリサッカライド投与モデルを用いて末梢から脳内にマクロファージが迷入の状況を評価する撮像条件を確認していく。迷入したマクロファージを定量評価するために、イソビストの投与量、投与のタイミングなど投与方法の最適化を図ったうえで、個体差やノイズなど補正しつつ画像解析を遂行するための撮像方法、評価方法の検討し、平成30年度以降も撮像を継続して行っていく。解析結果が明らかになれば新規術後遷延性疼痛動物モデルにおいて画像解析を行い比較検討していく。薬理学的解析においては、慢性に疼痛が持続する神経障害性疼痛モデルの一つである眼窩下神経絞扼モデルを用いてカンナビノイド受容体のCB1、CB2受容体が疼痛行動に関与するかどうかの薬理学的な評価を引き続き行い、受容体のサブタイプを含め解析を進めていく。痛みモデルでの脳内の変化や迷入したマクロファージの定量解析による脳内のイメージング解析結果が明らかになった段階でその結果に合わせて新規術後遷延性疼痛モデルの脳マイクロRNA発現の解析の実験計画を開始する。新規術後遷延性疼痛モデルを作成し最も変化を特定できた時期とその回復期（術後2日、28日を想定）で全脳の組織を採取する。採取した脳組織でマイクロRNAの網羅的解析を行うが、まず組織よりマイクロRNAを含むTotal RNAを取り出しそのクオリティーを確認する。その上で組織分析の処理を行いマイクロRNAの変化が得られるかの評価を行う。

Causes of Carryover

MRI画像による脳内のイメージング解析に関しては、個体差やノイズなど補正が必要であり条件や設定を調整しており脳内の変化や迷入したマクロファージの定量解析において安定した結果が得られる状況にまでには達していない。全身の炎症を惹き起こすリポポリサッカライド投与モデルを用いて末梢から脳内にマクロファージが迷入の状況を評価する撮像条件を確認していく。迷入したマクロファージを定量評価するために、イソビストの投与量、投与のタイミングなど投与方法の最適化を図ったうえで、個体差やノイズなど補正しつつ画像解析を遂行するための撮像方法、評価方法の検討し、平成30年度以降も撮像を継続して行っていく。痛みモデルでの脳内の変化や迷入したマクロファージの定量解析による脳内のイメージング解析結果が明らかになった段階で、その結果に合わせた術後遷延性疼痛モデルの脳マイクロRNA発現の解析の実験計画を検討する。新規術後遷延性疼痛モデル作成し最も変化を特定できた時期とその回復期（術後2日、28日を想定）で全脳の組織を採取する。採取した脳組織でマイクロRNAの網羅的解析を行うが、まず組織よりマイクロRNAを含むTotalRNAを取り出しそのクオリティーを確認する。その上で組織の分析の処理を行いマイクロRNAの変化が得られるかの評価を行う。