大脳皮質における触痛覚情報処理機構の再編成

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末梢神経の傷害によって痛覚過敏やアロディニアなどの神経因性疼痛が起こるが、これは体性感覚の伝達経路に可塑的変化が生じることにより発生していると考えられており、その可塑的な変化は末梢の感覚神経系だけでなく、中枢神経系でも起きていることが示唆されている。本研究では、2光子励起レーザー顕微鏡を用いて、神経因性疼痛により大脳皮質一次体性感覚野(S1領域)で生じる変化について解析を行った。実験は、大脳皮質錐体細胞がGFPで標識されたマウスを用い、まず頭蓋骨に大脳皮質観察用の窓を作成した。その後、坐骨神経の1/3～1/2を糸で縛り神経因性疼痛モデルとした。神経因性疼痛の評価はvon Freyによる機械刺激とアセトンドロップによる冷刺激により行った。神経傷害により、機械刺激および冷刺激の感受性が増大し、これは神経傷害から1日後に現れ、3～6日後に最大となり、その後1ヶ月以上持続した。神経傷害後に、2光子励起レーザー顕微鏡を用いて、大脳皮質一次体性感覚野のインビボイメージングを行ったところ、棘突起のターンオーバーが増加していることがわかった。このターンオーバーの増加は神経傷害初期に起こり、慢性痛の後期には見られなかった。さらに、障害前に存在した棘突起は優位にその数は減少し、障害後に新生したものはその後も優位に残存した。さらに、末梢刺激に対する大脳皮質の電気的応答は増強した。この結果から、以上の結果から、慢性痛によって大脳皮質一次体性感覚野においてシナプス構造レベルの再編成が促進され、痛覚過敏の発症に関与していることが示唆された。この結果は、難治性の慢性疼痛の治療の新たな戦略を示すことが期待出来る。