延髄の下行性疼痛調節系が痛みを制御する神経回路の解析

慢性疼痛の内因性鎮痛機構として非常に重要な下行性疼痛調節系の神経ネットワークには未知な部分が多く、また臨床応用の展開に関しても検討することが多い。そこで、セロトニン合成酵素プロモーター下流にGFPを融合したBACトランスジェニックマウスを用い、延髄大縫線核由来のセロトニン神経軸索が脊髄後角のどの種類の神経細胞と接続しているかを明らかにすることを目的に実験を行った。まず、セロトニン合成酵素BACトランスジェニックマウスを用いて、延髄大縫線核から脊髄後角に下行するセロトニン作動性神経の軸索投射を詳細に可視化することに成功した。さらに、下行性疼痛調節系のセロトニン作動性神経から放出されるセロトニンを受容するセロトニン3型受容体が脊髄後角の表層において発現することを免疫組織染色によって明らかにした。またセロトニン3型受容体はVGLUT2陽性の興奮性神経細胞のシナプス前終末と隣接して発現していたので、下行性疼痛調節系のセロトニン作動性神経はセロトニン3型受容体を介して興奮性神経細胞のシナプス前終末に作用し、グルタミン酸の放出を制御していることが示唆された。次に、セロトニン作動性神経が接続する神経細胞の種類を調べる為に、脊髄後角表層の興奮性神経細胞に特異的に発現するマーカータンパク質を探索した結果、抗セリンラセーマーゼ(Srr)抗体を用いて脊髄後角表層の興奮性ニューロンの細胞体を標識することに成功した。そこで、疼痛を与えたマウスで神経活動マーカーc-Fosの発現を脊髄後角のSrr陽性細胞(興奮性神経細胞)で調べることにより、疼痛によって活性化する脊髄後角の興奮性神経細胞の存在を確認したこのような痛み刺激依存的に活動する興奮性神経細胞にセロトニン下行性神経が接続しているかを調査することが今後求められる。

慢性疼痛の内因性鎮痛機構として非常に重要な下行性疼痛調節系の神経ネットワークには未知な部分が多く、また臨床応用の展開に関しても検討することが多い。そこで、セロトニン合成酵素プロモーター下流にGFPを融合したBACトランスジェニックマウスを用い、延髄大縫線核由来のセロトニン神経軸索が脊髄後角のどの種類の神経細胞と接続しているかを明らかにすることを目的に実験を行った。まず、セロトニン合成酵素BACトランスジェニックマウスを用いて、延髄大縫線核から脊髄後角に下行するセロトニン作動性神経の軸索投射を詳細に可視化することに成功した。さらに、下行性疼痛調節系のセロトニン作動性神経から放出されるセロトニンを受容するセロトニン3型受容体が脊髄後角の表層において発現することを免疫組織染色によって明らかにした。またセロトニン3型受容体はVGLUT2陽性の興奮性神経細胞のシナプス前終末と隣接して発現していたので、下行性疼痛調節系のセロトニン作動性神経はセロトニン3型受容体を介して興奮性神経細胞のシナプス前終末に作用し、グルタミン酸の放出を制御していることが示唆された。次に、セロトニン作動性神経が接続する神経細胞の種類を調べる為に、脊髄後角表層の興奮性神経細胞に特異的に発現するマーカータンパク質を探索した結果、抗セリンラセーマーゼ(Srr)抗体を用いて脊髄後角表層の興奮性ニューロンの細胞体を標識することに成功した。そこで、疼痛を与えたマウスで神経活動マーカーc-Fosの発現を脊髄後角のSrr陽性細胞(興奮性神経細胞)で調べることにより、疼痛によって活性化する脊髄後角の興奮性神経細胞の存在を確認したこのような痛み刺激依存的に活動する興奮性神経細胞にセロトニン下行性神経が接続しているかを調査することが今後求められる。