In vivoパッチクランプ法による卵巣摘出ラット脊髄セロトニン受容体の可塑性

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脊髄スライス標本を用いた実験から、骨粗鬆症モデルである卵巣摘出ラットでは、痛みを伝える無髄のC線維終末に発現しているセロトニン受容体が減少し、グルタミン酸の放出抑制が起こらず痛覚過敏が起こることを見いだした。しかし、スライス標本を用いた実験では、C線維がどのような感覚情報を脊髄に伝えているかを知ることはできない。そこで、in vivoパッチクランプ法を用いて、皮膚刺激によって誘起される応答を脊髄膠様質細胞から記録し、C線維の機能的な役割とセロトニンの作用機序を検討した。ラット腰部で椎弓切除を行い、脳脊髄固定装置にセットした後、約30度の角度で電極を刺入し、膠様質細胞からパッチクランプ記録を行った。後肢皮膚に触および痛み刺激を加えると、全ての細胞でEPSCが記録され、これらはCNQXで完全に抑制された。触および痛み応答の振幅には有意差がみられなかった。次に卵巣摘出ラットを用いて同様の実験を行ったところ、痛み刺激応答の振幅が触刺激のそれより有意に大きかった。これは、痛みを伝えるC線維終末に発現するセロトニン受容体が減少し、グルタミン酸放出抑制が起こらなくなるためと考えられた。次にセロトニン作用を比較検討した。セロトニンは正常ラットにおいては触および痛み刺激応答を同程度に抑制したが、卵巣摘出ラットでは、触刺激応答は抑制されたものの痛み刺激応答は抑制を受けなかった。スライス標本を用いて得られた実験結果と併せて考えると、触刺激応答は主にAδ線維によって、また、痛み刺激応答はC線維によって運ばれていると考えられることから、セロトニン受容体はAδとC線維終末に発現しているが、卵巣摘出を行うとC線維のセロトニン受容体のみが減少し、痛覚過敏が誘起されるものと考えられた。これらの結果はエストロゲンによってセロトニン受容体の発現がコントロールされていることを示唆する。