オプトジェネティクスを用いた慢性痛における下行性疼痛制御系の意義の解明

利用光遗传学阐明下行疼痛控制系统在慢性疼痛中的重要性

• 批准号: 14J10173
• 负责人: 杉村 弥恵
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Jikei University School of Medicine
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J10173/
• 关键词: 腕傍核; 扁桃体中心核; 中脳水道周囲灰白質; シナプス伝達; 慢性痛; オプトジェネティクス; 橋腕傍核

慢性痛の本態である負の情動は患者の生活の質を著しく低下させるだけでなく、痛覚過敏を引き起こし、痛みの悪循環を形成する。しかし、痛み情動回路と痛覚過敏を生じる神経機構との連関メカニズムは未解明である。負情動の形成機構の一つとして脊髄後角浅層から侵害受容情報を受ける外側腕傍核（LPB）と情動の中枢である扁桃体中心核（CeA）外側外包部（CeC）の間のシナプス伝達の増強があげられる。昨年度、本研究では脳スライスにおけるパッチクランプ記録と光遺伝学的手法を用いて、選択的にLPB由来入力を活性化し、炎症性疼痛モデルにおいてLPB-CeCシナプス伝達が増強することを明らかにした。また、LPBからCeCニューロンへ直接的な興奮性入力と間接的な抑制性入力があり、LPB由来入力がCeA局所回路に影響を及ぼす可能性が示された。そこで、本年度はLPB由来入力がCeAの出力核である内側核（CeM）に及ぼす影響と、CeM由来入力の選択的活性化が下行性疼痛制御系の起始核である中脳水道周囲灰白質（PAG）ニューロンに及ぼす影響を評価した。CeMニューロンがLPBからの単シナプス興奮性入力に加え、それ以上に強い持続的な多シナプス抑制性入力を受ける事実を見出し、国際学術誌で公表した。また、吻側延髄腹側核に投射するニューロンが多く存在する腹外側PAGニューロンからCeMからの単シナプス抑制性入力を記録することに成功した（論文公表準備中）。現在、坐骨神経絞扼による神経障害性疼痛モデルでのCeM-PAGシナプス伝達の可塑的変化を解析中で、今後はシナプス伝達に及ぼす生理活性物質の効果に対する慢性痛の影響などの詳細な解析を進める。本研究で確立した、CeMからPAGへの投射神経を特異的に活性化してその応答を評価する実験系は、慢性痛における痛み情動回路と下行性疼痛制御系の連関の可塑的変化の解明に貢献すると期待される。

Chronic pain is caused by negative emotions that lower the quality of life of the patient, lead to pain allergy, and form a pain cycle. The nervous system is not clear. The formation mechanism of negative emotion is enhanced in the lateral paracarpal nucleus (LPB) and the central tonsil nucleus (CeA). In the past year, this study focused on the use of LPB-CeC in the treatment of inflammatory pain and increased LPB-CeC in the treatment of inflammatory pain. Direct excitatory and indirect inhibitory forces from LPB are shown, as are influences and possibilities from LPB to CeA local circuits. This year, we evaluated the influence of CeM on the activation of CeM from the input force on the initiation of the descending pain control system. The increase of excitation and inhibition of CeM in LPB has been reported in international academic journals. Projective effects of the rostral ventral nucleus were recorded successfully (in preparation). Now, the analysis of the plastic transformation of CeM-PAG in neuropathic pain is in progress, and the detailed analysis of the effect of CeM-PAG on chronic pain is in progress. This study establishes that the specific activation of the projection neuron from the CeM to the PAG and its response will contribute to the elucidation of the plastic transformation of the relationship between the pain-emotion circuit and the downward pain control system in chronic pain.

项目成果

Synaptic and network consequences of monosynaptic nociceptive inputs of parabrachial nucleus origin in the central amygdala.

• DOI: 10.1152/jn.00946.2015
• 发表时间: 2016-06-01
• 期刊: Journal of neurophysiology
• 影响因子: 2.5
• 作者: Sugimura YK;Takahashi Y;Watabe AM;Kato F
• 通讯作者: Kato F

オプトジェネティクスを用いた侵害受容-情動回路の解析.

使用光遗传学分析伤害性情绪回路。

• 发表时间: 2015
• 作者: 3)Sakurai R;Yasunaga M;Saito K;Fukaya T;Kim MJ;Tsunoda N;Muraki E;Suzuki H;Shinkai S;Watanabe S;Fujiwara Y;杉村弥恵，高橋由香里，渡部文子，加藤総夫.
• 通讯作者: 杉村弥恵，高橋由香里，渡部文子，加藤総夫.

Optogenetic stimulation of parabrachio-amygdaloid pathway modulates excitability of the nociceptive amygdala

臂旁杏仁核通路的光遗传学刺激调节伤害性杏仁核的兴奋性

• 发表时间: 2014
• 作者: Sugimura Y;Takahashi Y;Watabe AM;Kato F
• 通讯作者: Kato F

Role of parabrachial monosynaptic inputs in the central amygdala nucleus network.

臂旁单突触输入在中央杏仁核网络中的作用。

• 发表时间: 2015
• 作者: Sugimura YK;Takahashi Y;Watabe AM;Kato F.
• 通讯作者: Kato F.

オプトジェネティクスによる炎症性疼痛モデル扁桃体シナプス増強の解析

光遗传学分析炎症性疼痛模型中杏仁核突触增强

• 发表时间: 2015
• 作者: 杉村弥恵;高橋由香里;渡部文子;加藤総夫;杉村弥恵
• 通讯作者: 杉村弥恵