ラットの坐骨神経を慢性的に圧迫すると、脊髄の前角と後角でミクログリアの活性化モードが異なることが明らかになった

Chronic constriction injury of the sciatic nerve in rats causes different activation modes of microglia between the anterior and posterior horns of the spinal cord.

• Tasuku Nishihara
• Junya Tanaka
• Keisuke Sekiya
• Yuki Nishikawa
• Naoki Abe
• Taisuke Hamada
• Sakiko Kitamura
• Keizo Ikemune
• Shinichiro Ochi
• Mohammed E Choudhury
• Hajime Yano
• Toshihiro Yorozuya

抄録

坐骨神経の慢性的な圧迫損傷は、慢性神経障害性疼痛の原因と考えられている。この痛みに関しては、後角（PH）におけるミクログリアの顕著な活性化が確立されていますが、前角（AH）におけるミクログリアの活性化は、この過程でも強く誘導されます。しかし、前角（AH）のミクログリア活性化もこの過程で強く誘導されている。そこで本研究では、Wistar ラットを用いて、左坐骨神経の慢性圧迫損傷から 7 日後の腰髄の AH と PH におけるミクログリアの活性化モードの違いを比較した。その結果、同側のAHとPHのミクログリアは、Iba1とCD11bというミクログリアマーカーの免疫反応性が増加していた。さらに、細胞質にはCD68ファゴソームが豊富に存在していた。一方、PHのミクログリアはアメーバ状の形態を示し、神経細胞ではなくミエリン鞘に付着していた。AHのミクログリアはコンドロイチン硫酸プロテオグリカンNG2を強く発現していた。また、ミクログリアの神経細胞への接着にもかかわらず、シナプス蛋白質の減少は認められず、活性化したミクログリアがシナプス剥離に関与していることが示唆された。PHでは、活性化ミクログリアのファゴソームでミエリン塩基性タンパク質の免疫反応が観察され、ミエリンの食細胞による除去が示唆された。CCIは運動障害と痛覚過敏を引き起こし、それぞれBBB運動評価尺度とvon Freyテストを用いて評価した。運動欠損は術後1日目に最も顕著であったが、それ以降は有意ではなかった。一方、痛覚過敏は術後1日目には重症化しなかったが、少なくとも術後7日目には悪化していた。以上のことから、AHとPHではミクログリアの活性化モードが異なっており、これが運動症状と感覚症状の経過の違いに関係していると考えられる。

Chronic constriction injury of the sciatic nerve is frequently considered as a cause of chronic neuropathic pain. Marked activation of microglia in the posterior horn (PH) has been well established with regard to this pain. However, microglial activation in the anterior horn (AH) is also strongly induced in this process. Therefore, in this study, we compared the differential activation modes of microglia in the AH and PH of the lumbar cord 7 days after chronic constriction injury of the left sciatic nerve in Wistar rats. Microglia in both the ipsilateral AH and PH demonstrated increased immunoreactivity of the microglial markers Iba1 and CD11b. Moreover, abundant CD68 phagosomes were observed in the cytoplasm. Microglia in the AH displayed elongated somata with tightly surrounding motoneurons, whereas cells in the PH displayed a rather ameboid morphology and were attached to myelin sheaths rather than to neurons. Microglia in the AH strongly expressed NG2 chondroitin sulfate proteoglycan. Despite the tight attachment to neurons in the AH, a reduction in synaptic proteins was not evident, suggesting engagement of the activated microglia in synaptic stripping. Myelin basic protein immunoreactivity was observed in the phagosomes of activated microglia in the PH, suggesting the phagocytic removal of myelin. CCI caused both motor deficit and hyperalgesia that were evaluated by applying BBB locomotor rating scale and von Frey test, respectively. Motor defict was the most evident at postoperative day1, and that became less significant thereafter. By contrast, hyperalgesia was not severe at day 1 but it became worse at least by day 7. Collectively, the activation modes of microglia were different between the AH and PH, which may be associated with the difference in the course of motor and sensory symptoms.

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