外側腕傍核を切り口とした痛覚回路による炎症/抗炎症応答制御メカニズムの解明

阐明使用外侧臂旁核的疼痛感觉回路控制炎症/抗炎反应的机制

• 批准号: 22K20699
• 负责人: 松田 烈士
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: Kansai Medical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-08-31 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20699/
• 关键词: 外側腕傍核; 炎症制御; in vivoカルシウムイメージング; 神経免疫; 腕傍核; In vivo Ca2+ imaging

痛覚は生体警告系としての役割を担い，多くの生物に共通する生体防御システムである． 痛覚神経は皮膚や臓器の免疫細胞と相互作用することで全身機能を制御しており，従来認識されていた役割よりも広義の意味での生体防御システムとしての痛覚系の役割に注目が集まっている．末梢側の痛覚神経がもつ免疫系への作用の解明が進む一方で，中枢側である脳による免疫制御メカニズムの理解は限定的である．本研究では脊髄後角表層からの投射を直接受ける外側腕傍核（LPB）に着目することで，痛覚回路による炎症応答制御の仕組みを明らかにする．本年度は超小型顕微鏡miniscopeを用いた脳深部in vivo Ca2+イメージング法を立ち上げる，覚醒非拘束下の動物でLPBの神経活動をリアルタイムに計測することを可能とした．本手法にて，私たちの研究グループが見出した強力な抗炎症作用を有する物質である2-methylthiazoline (2-MT) を腹腔内に投与した際のLPB神経の活動を観察することで，LPB神経が特徴的な神経活動変化を示すことを見出した．LPBは分子的・機能的にヘテロな存在であり，詳細な解析を可能にするために任意の刺激で活性化する神経細胞を標識する機能的標識法の開発を行うこととした．まず，神経活動依存的プロモーターの制御下でレポータータンパク質を発現するようなアデノ随伴ウイルス（AAV）を作成した．同AAVをマウスLPBへと微量注入し，LPSや2-MT処置により活性化した神経細胞のみを標識することを試みたが，コントロールであるSaline処置群においても多くの神経細胞でレポータータンパク質の発現が確認された．LPBは痛みや恐怖刺激で強く活性化する脳領域であることから，投与の際の保定や注射に伴う痛みによって望まない標識が生じてしまったのだと推測される．

疼痛感是一种生物警告系统，是许多生物体共有的生物防御系统。疼痛感官神经通过与皮肤和器官中的免疫细胞相互作用来控制整个身体的功能，并且注意力集中在疼痛系统作为生物防御系统的作用上，其意义比以前公认的角色更广泛。虽然澄清周围疼痛感知神经对免疫系统的影响，但中央大脑对免疫控制机制的理解有限。这项研究的重点是侧侧核（LPB），该核直接受到脊髓背角的投影，并揭示了通过疼痛感觉回路控制炎症反应的机理。今年，我们使用Miniscope显微镜推出了一个深脑在体内Ca2+成像方法，使我们能够在唤醒和不受约束的动物中实时测量LPB的神经活动。使用这种方法，我们观察到在2-甲基噻唑啉（2-MT）中腹膜内的LPB神经的活性，这是我们的研究组具有强大抗炎作用的物质，并发现LPB神经表现出独特的神经活性变化。 LPB是一种分子和功能异质的实体，为了实现详细的分析，我们决定开发一种功能标记方法，该方法标记了被任何刺激激活的神经元。首先，我们创建了一个与腺相关的病毒（AAV），该病毒（AAV）在神经活动依赖性启动子的控制下表达报告基因蛋白。我们试图将少量AAV注入小鼠LPB，仅通过LPS或2-MT处理激活的神经元标记，但是在对照盐水处理组中的许多神经元中证实了报告基因蛋白的表达。由于LPB是由疼痛和恐惧刺激强烈激活的大脑区域，因此假定由于在给药过程中的保留以及与注射相关的疼痛而产生了不需要的标签。