生体内イメージングを用いた疼痛伝達時の脊髄アストロサイトシグナリングの役割解明

グリア細胞の一種であるアストロサイトは慢性的な痛みやかゆみに対し重要な役割を担うことが明らかにされてきたが、生理的な痛みにおける役割については不明な点が多い。本研究では脊髄後角アストロサイトの活動が痛覚伝達に及ぼす影響を明らかにするため、痛覚伝達時の脊髄後角アストロサイトCa2+活動を個体レベルで観察し、その役割を解明することを目指した。当該年度は、痛覚刺激に伴って生じる脊髄後角アストロサイトのCa2+シグナルに関わる因子を阻害した際に感覚情報伝達にどのような変化が生じるのかについて解析を行った。まず、Ca2+シグナルの発生に重要な受容体であるα1Aアドレナリン受容体（α1A-AR）に対するshRNAを設計し、in vitroおよびex vivoのレベルでshRNAの機能評価を行った。次に、α1A-ARに対する阻害作用を有することが確認されたshRNAを脊髄後角アストロサイトへ特異的に発現させたマウスを作製した。このマウスの後肢にカプサイシンを投与し、投与後に生じる疼痛行動（1. 即時的な疼痛行動、2. 軽度機械刺激に対する一過性の過敏化）について解析を行ったところ、どちらの行動についても抑制が認められた。続いて、脊髄腔内にα1-ARアゴニストであるフェニレフリンを投与したところ、軽度機械刺激に対する一過性の過敏化が生じた。この過敏化はα1A-ARのアンタゴニストの前処置ならびに脊髄後角アストロサイトへα1A-ARに対するshRNAを発現させることによって消失した。以上の結果から、α1A-アドレナリン受容体を介して脊髄後角アストロサイトのCa2+シグナルを発生させること、そしてそのCa2+シグナルが末梢へと入力される軽度機械刺激を痛みへと変調することが示され、脊髄後角における新しい感覚情報制御機構の存在が明らかになった。

グリア細胞の一種であるアストロサイトは慢性的な痛みやかゆみに対し重要な役割を担うことが明らかにされてきたが、生理的な痛みにおける役割については不明な点が多い。本研究では脊髄後角アストロサイトの活動が痛覚伝達に及ぼす影響を明らかにするため、痛覚伝達時の脊髄後角アストロサイトCa2+活動を個体レベルで観察し、その役割を解明することを目指した。当該年度は、痛覚刺激に伴って生じる脊髄後角アストロサイトのCa2+シグナルに関わる因子を阻害した際に感覚情報伝達にどのような変化が生じるのかについて解析を行った。まず、Ca2+シグナルの発生に重要な受容体であるα1Aアドレナリン受容体（α1A-AR）に対するshRNAを設計し、in vitroおよびex vivoのレベルでshRNAの機能評価を行った。次に、α1A-ARに対する阻害作用を有することが確認されたshRNAを脊髄後角アストロサイトへ特異的に発現させたマウスを作製した。このマウスの後肢にカプサイシンを投与し、投与後に生じる疼痛行動（1. 即時的な疼痛行動、2. 軽度機械刺激に対する一過性の過敏化）について解析を行ったところ、どちらの行動についても抑制が認められた。続いて、脊髄腔内にα1-ARアゴニストであるフェニレフリンを投与したところ、軽度機械刺激に対する一過性の過敏化が生じた。この過敏化はα1A-ARのアンタゴニストの前処置ならびに脊髄後角アストロサイトへα1A-ARに対するshRNAを発現させることによって消失した。以上の結果から、α1A-アドレナリン受容体を介して脊髄後角アストロサイトのCa2+シグナルを発生させること、そしてそのCa2+シグナルが末梢へと入力される軽度機械刺激を痛みへと変調することが示され、脊髄後角における新しい感覚情報制御機構の存在が明らかになった。