活性化脊髄後角アストロサイトのL-乳酸輸送異常による神経障害性疼痛の機序解明

阐明激活的脊髓背角星形胶质细胞异常L-乳酸转运引起的神经性疼痛的机制

基本信息

批准号：
21K08926
负责人：
井口広靖
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Nagoya City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K08926/
关键词：
神経障害性疼痛 L-乳酸アストロサイト ANLS

项目摘要

本研究の目的は、脊髄後角アストロサイトの選択的機能調節を用いて、痛覚伝達の調節機構や神経障害性疼痛の発症の分子メカニズムを明らかにすることである。これまでに、脊髄後角アストロサイトに興奮性のデザイナー受容体（DREADD）であるhM3Dqを発現させ、その特異的リガンドであるクロザピンN-オキシド（CNO）を処置すると、痛み閾値が低下すること、このhM3Dqを発現するマウスへCNOを処置する際に見られる痛み閾値の低下は、L-乳酸の産生増大が関与することを明らかにしてきた。今年度は、L-乳酸による脊髄後角神経細胞の感受性の亢進のメカニズムについて検討を行い、L-乳酸が神経細胞へ取り込まれることで、触刺激による神経発火の亢進が認められなくなることを確認した。次に、前年度に開発をしたATPにより蛍光を発するタンパク質であるATeamを用いて、乳酸処置によるATP産生について検討を行った結果、乳酸処置により神経細胞内のATP量が上昇することを確認した。また、L-乳酸を脊髄後角へ処置した際に活性化する細胞内情報伝達系を解析するため、リン酸化抗体を用いたウェスタンブロットを行った結果、プロテインキナーゼA（PKA）シグナルが活性化することを見出し、PKCならびにMAPKについてはL-乳酸により活性化が見られないことを確認した。最後に、薬理学的に細胞内情報伝達系を抑制した際のL-乳酸による痛み閾値の低下について検討を行った結果、PKAの阻害薬を脊髄くも膜下腔内へ処置することで、L-乳酸の痛み閾値の低下は抑制されたものの、PKCおよびMAPKの阻害薬では影響を受けなかったことが明らかになった。これらの結果より、L-乳酸はアストロサイトで産生された後、神経細胞へ取り込まれ、ATPを産生し、PKAを活性化することで、神経細胞の感作を引き起こすため、痛覚過敏が生じることが示唆された。

这项研究的目的是阐明使用脊髓背角星形胶质细胞的选择性调节，调节疼痛传播的调节和神经性疼痛发育的分子机制。到目前为止，已经揭示了L-乳酸产生的产生增加与脊髓背角星形胶质细胞表达兴奋性设计师受体（DREADD）及其特异性配体N-氧化物（CNO）时，L-乳酸产生的产生涉及L-乳酸酸的产生。今年，我们研究了由于L-乳酸酸引起的脊柱背角神经元敏感性提高的机制，并确认将L-乳酸掺入神经细胞中可以防止由于阴性刺激而增加神经的伤害。接下来，我们使用乳酸处理ATEAM研究了ATP的产生，ATEAM是在上一年开发的ATP引起的荧光特性的蛋白质，并证实乳酸处理增加了神经元中ATP的量。此外，为了分析当L-乳酸被治疗到脊髓的背角时激活的细胞内信号传导系统，进行了使用磷酸化抗体的蛋白质印迹，并且发现激活了蛋白激酶A（PKA）信号，并证实了PKC和Mapk cict cict的激活。最后，我们研究了当药理学抑制细胞内信号传导系统时，由于L-乳酸引起的疼痛阈值的降低，尽管在脊柱亚蛛网膜下腔中用PKA抑制剂进行治疗抑制了L-乳糖酸的疼痛阈值减少，但L-乳糖酸的疼痛阈值降低，但PKC和MAPK不受PKC和MAPK的影响。这些结果表明，L-乳酸是由星形胶质细胞产生的，然后将其吸收到神经元中，产生ATP并激活PKA，从而导致神经元敏化，从而导致痛觉过敏。