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

使用体内成像阐明脊髓星形胶质细胞信号在疼痛传递过程中的作用

基本信息

批准号：
15J03522
负责人：
松田烈士
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

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。

星形胶质细胞是一种神经胶质细胞，已显示出在慢性疼痛和瘙痒中起重要作用，但是关于它们在生理疼痛中的作用有很多未知。在这项研究中，我们旨在阐明脊柱背角星形胶质细胞活性对疼痛传播的影响，并通过观察疼痛传播期间单个水平的脊髓背角星形胶质细胞的活性来阐明其作用。在今年，我们分析了当与疼痛刺激引起的脊髓背角星形胶质细胞的Ca2+信号相关的因素时，感觉信号传播中发生了什么变化。首先，为α1A肾上腺素能受体（α1A-AR）设计了shRNA，这是一种对CA2+信号生成重要的受体，并在体外和Ex Vivo水平上进行了SHRNA功能评估。接下来，准备小鼠，其中shRNA被证实对α1A-AR具有抑制作用，在脊柱背侧角星形胶质细胞中特别表达。辣椒素被施用到该小鼠的后肢，并分析了给药后发生的疼痛行为（1。直接疼痛行为，2。瞬时超敏对轻度机械刺激），并抑制了两种行为。随后，将α1-AR激动剂苯肾上腺素施用到脊柱腔中，从而导致过度超敏反应导致轻度的机械刺激。通过对α1A-AR的拮抗剂的预处理和脊髓背角星形胶质细胞上的α1A-AR表达shRNA来消除这种超敏反应。这些结果表明，脊柱背角星形胶质细胞的Ca2+信号是通过α1A1A-肾上腺素能受体产生的，并且Ca2+信号调节对外围的轻度机械刺激输入到疼痛中，揭示了存在脊柱脊髓的背面角中的新的敏感信息调节机制。