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，已被证明在慢性疼痛和瘙痒中发挥重要作用，但其在生理疼痛中的作用仍不清楚。本研究为了阐明脊髓背角星形胶质细胞活性对疼痛传递的影响,我们在个体水平上观察了疼痛传递过程中脊髓背角星形胶质细胞的Ca2+活性,旨在阐明其作用。今年，我们分析了当我们抑制与伤害性刺激时发生的脊髓背角星形胶质细胞中的 Ca2+ 信号相关的因子时，感觉信息传递会发生什么变化。首先，我们设计了针对α1A肾上腺素受体（α1A-AR）的shRNA，α1A肾上腺素受体是产生Ca2+信号的重要受体，并在体外和离体水平评估了shRNA的功能。接下来，我们制备了shRNA在脊髓背角星形胶质细胞中特异性表达的小鼠，该shRNA已被证实对α1A-AR具有抑制作用。当我们给这些小鼠的后肢注射辣椒素并分析给药后发生的疼痛行为（1.立即疼痛行为，2.对轻微机械刺激的短暂超敏反应）时，我们发现这两种行为都被抑制。随后，椎管内注射α1-AR激动剂去氧肾上腺素引起对轻微机械刺激的短暂超敏反应。通过用α1A-AR拮抗剂预处理以及在脊髓背角星形胶质细胞中表达针对α1A-AR的shRNA，可以消除这种超敏反应。上述结果表明，脊髓背角星形胶质细胞通过α1A肾上腺素能受体产生Ca2+信号，这些Ca2+信号将输入到外周的轻度机械刺激调节为疼痛，表明背角存在一种新的感觉信息控制机制。脊髓的部分显露出来。