疼痛、in vivoパッチクランプ、薬効評価、情動評価、痒み

疼痛

当部門が以前から開発したin vivoパッチクランプ法は、病態モデルや遺伝子操作動物における行動異常の成因などを単一ニューロンやシナプスレベルで機能解析する上で極めて有用な手法です。行動解析と同様の生理的な刺激によって誘起されるシナプス応答を捉え、その振幅や発生頻度などの定量解析、全身や局所に投与する薬物の作用解析,光遺伝学などで神経核を賦活化した時の神経回路の挙動をリアルタイムで記録・解析ができます。特にブラインド法と呼ばれるパッチクランプ法は、記録細胞を視認する必要がないため、組織表面のみならず深部に位置する神経核やミエリンが発達し可視化が困難な成熟した動物、作製に日数を要するモデル動物を対象にできるなどの長所があります。薬効評価を明確に、且つ標的の探索に有用で、行動薬理学、スライス標本を用いた解析などを組み合わせた統合的な研究により、鎮痛や鎮痒の作用機構を明確にします。前帯状回など情動的な中枢神経機構の解明も研究テーマとなります。詳細は論文や当部門のホームページを参照ください。

In vivo標本からリアルタイムで神経活動やシナプス応答を記録できる。
ブラインド法では、記録細胞を視認する必要がなく、組織表面のみならず深部に位置する神経核やミエリンが発達し可視化が困難な成熟した動物、作製に日数を要するモデル動物を対象にできる。

疾患モデル動物を用い、行動薬理学的、免疫組織学的解析などと合わせ総合的に解析することができる。
薬物を静脈から全身や局所に作用でき、行動薬理学実験の作用機構の詳細を明確にできる。

未だ不明なことの多い感覚情報、特に痛みや痒みの伝達とその抑制機構の解明、医薬品候補の薬効評価に繋がる可能性がある。
神経障害性疼痛など発症メカニズムが不明な疾患の解明、新規創薬ターゲットの取得に繋がる可能性がある。

情動的な側面も神経応答として定量化できる。
自律神経系にも応用可能である。

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1. K Koga, K Kobayashi, M Tsuda, K Kubota, Y Kitano, H Furue. Voltage-gated calcium channel subunit α2δ-1 in spinal dorsal horn neurons contributes to aberrant excitatory synaptic transmission and mechanical hypersensitivity after peripheral nerve injury. Front Mol Neurosci, 2023, 16: 1099925
2. T Tanioku, M Nishibata, Y Tokinaga, K Konno, M Watanabe, H Hemmi, Y Fukuda-Ohta, T Kaisho, H Furue, T Kawamata. Tmem45b is essential for inflammation- and tissue injury-induced mechanical pain hypersensitivity. Proc Natl Acad Sci USA 2022, 119(45):e2121989119
3. 關巖, 中村亜由美, 古賀啓祐, 青野浩之, 古江秀昌. マウス青斑核ニューロン活動に対するアセトアミノフェンの効果.PAIN RESEARCH：2022, 37巻1号16-25.
4. Matsumoto Y, Fujino Y, Furue H. Anesthesia and surgery induce a functional decrease in excitatory synaptic transmission in prefrontal cortex neurons, and intraoperative administration of dexmedetomidine does not elicit the synaptic dysfunction.Biochem Biophys Res Commun. 2021;572:27-34.
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6. 古江秀昌. 下行性制御機構：セロトニン系、ノルアドレナリン系. 日本医師会雑誌　143特別号(1): 42-43, 2014
7. Furue H. In vivo patch-calmp recording technique. In: Patch Clamp Techniques: From Beginning to Advanced Protocols. (Springer Protocols Handbooks), Springer-Verlag, pp.171-182, 2012
8. 古江秀昌．In vivo ブラインドパッチ法．In:最新パッチクランプ実験技術法　吉岡書店（岡田泰伸編）　pp.115-120, 2011
9. Furue H, Katafuchi T, Yoshimura M. In vivo patch. In:Patch-Clamp Analysis: Advanced Technique, Second Edition (Eds. Wolfgang Walz) The Humana Press Inc pp.229-251, 2007
10.  古江秀昌、園畑素樹、吉村恵．マウスおよびラット脊髄後角細胞からのin vivoパッチクランプ記録法．日本生理学雑誌　65(10):315-321, 2003
11.  Furue H, Narikawa K, Kumamoto E and Yoshimura M. Responsiveness of rat substantia gelatinosa neurons to mechanical but not thermal stimuli revealed by in vivo patch-clamp recording. J Physiol(Lond) 521:529-535, 1999