カドヘリンノックアウトマウス痛覚回路のin vivoパッチクランプ解析

钙粘蛋白敲除小鼠伤害感受回路的体内膜片钳分析

基本信息

批准号：
16700339
负责人：
古江秀昌
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

In vivoパッチクランプ法や脊髄スライスパッチクランプ法および免疫組織化学的手法を用い、脊髄後角第II層、膠様質を介した痛覚伝達路に特異的に発現する接着分子、カドヘリン8が痛みのシナプス伝達に対して如何なる機能的役割を果たすかを解析した。正常動物の膠様質細胞からin vivoパッチクランプ記録を行い、皮膚へ機械的痛み刺激や触刺激を加えると、EPSCの発生頻度や振幅が著明に増大した。一方、熱刺激に応答を示す細胞は見られなかった。カドヘリン8ノックアウト動物でも同様の解析を行い、EPSC(興奮性シナプス後電流)の発生頻度や振幅を正常動物から得られた結果と比較した。その結果、機械的痛み刺激によるEPSCの発生頻度がノックアウト動物では減少した。触刺激や熱刺激の応答には差は得られなかった。次に、記録細胞を染色すると、約15%の膠様質細胞がカドヘリン8を発現し、これらの細胞は主に皮膚へ機械的痛み刺激によってEPSCの発生頻度と振幅を著明に増大した。また、抑制性介在ニューロン(GABAなどの伝達物質を含有する)であるislet細胞にはカドヘリン8の発現は観察されず、興奮性細胞(グルタミン酸を伝達物質とする)であるstalk細胞などにその発現がみられた。電子顕微鏡による観察から、膠様質細胞とC線維との特徴的なシナプス結合様式の一つであるglomeruliにおけるシナプス外側部にカドヘリン8が観察された。前年度の研究から、ノックアウト動物における機械的痛み刺激に対する逃避行動閾値の減少、膠様質細胞へのC線維を介したシナプス入力の減弱が見出された。以上本研究により、カドヘリン8は、機械的痛みを伝達するC線維とstalk細胞などの興奮性の膠様質細胞とのシナプス形成に必須であり、それを欠損すると、そのシナプス入力の減弱に伴う機械的痛みに対する行動の異常が惹起されることが明らかになった。

利用体内膜片钳技术、脊髓切片膜片钳技术和免疫组织化学技术，我们发现钙粘蛋白-8（cadherin-8）是一种在脊髓背角第二层和伤害感受通路中特异性表达的粘附分子。胶原物质与疼痛有关，我们分析了它在突触传递中的功能作用。对正常动物的胶体细胞进行体内膜片钳记录，当对皮肤施加机械疼痛刺激或触觉刺激时，EPSCs的频率和幅度显着增加。另一方面，没有观察到细胞对热刺激有反应。对钙粘蛋白 8 敲除动物进行了类似的分析，并将 EPSC（兴奋性突触后电流）的频率和幅度与正常动物的频率和幅度进行了比较。结果，在基因敲除动物中，机械疼痛刺激引起的 EPSC 生成频率降低。对触觉或热刺激的反应没有观察到差异。接下来，当对记录的细胞进行染色时，大约15%的同种细胞表达cadherin-8，这些细胞显着增加了EPSC的频率和幅度，这主要是由于对皮肤的机械疼痛刺激。此外，在作为抑制性中间神经元（含有GABA等递质）的胰岛细胞中未观察到钙粘蛋白-8表达，但在作为兴奋性细胞（含有谷氨酸作为递质）的茎细胞中观察到钙粘蛋白8表达。电镜显示，肾小球突触外侧部分观察到钙粘蛋白8，这是胶质细胞与C纤维之间的特征性突触连接之一。根据去年进行的研究，我们发现基因敲除动物对机械疼痛刺激的逃避行为阈值降低，并且通过 C 纤维到胶体细胞的突触输入减弱。我们的研究表明，钙粘蛋白 8 对于传递机械性疼痛的 C 纤维和茎细胞等兴奋性胶原细胞之间的突触形成至关重要，其缺陷会导致突触输入减弱。诱发对机械性疼痛的反应。