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モルヒネは、ヒトのミューオピオイド受容体スプライス変異体を発現するヒト化マウスにおいて、強力な抗侵害症状、鎮静、および低体温を産生する
Morphine produces potent antinociception, sedation, and hypothermia in humanized mice expressing human mu-opioid receptor splice variants.
PMID: 32040076 DOI: 10.1097/j.pain.0000000000001823.
抄録
モルヒネは、ミューオピオイド受容体（MOR）を介して作用する強力な鎮痛剤である。モルヒネ受容体の完全長7-transmembrane（TM）バリアントは、ネズミとヒトでTMドメインのアミノ酸配列が類似しているが、モルヒネ受容体スプライスバリアントのN末端とC末端のアミノ酸配列の違いが、下流のシグナル伝達に劇的な影響を与えることが知られている。そのため、オピオイド薬理学的研究のためには、ヒトMORスプライスバリアントを発現させたマウスモデルの開発が不可欠である。我々は、完全ヒト化MORマウス(hMOR; mMORマウス)を2系統、1系統、2系統作製した。ヒトOPRM1遺伝子とヒト特異的変異体を有する新規マウスモデルを逆転写ポリメラーゼ連鎖反応とMinIONナノ細孔シークエンシングにより解析した結果、ヒトOPRM1遺伝子とヒト特異的変異体の分布には差が見られた。野生型とヒト化MORマウスの脳内におけるMORの領域分布の違いをRNAscopeとラジオリガンド結合アッセイで検出した。 hMOR;mMORマウスは、尾びれ、炭粉、オープンフィールド、尾びれ懸濁液、ナロキソン沈殿試験、直腸温測定を用いてin vivoで特徴付けした。その結果、野生型とヒト化したmMORマウスは、抗侵害症状、耐性、鎮静、離脱症候群を含む異なるモルヒネの薬理学的作用を示し、マウスとヒトのmMORの間には種差が存在することが示唆された。したがって、hMOR; mMORマウスは、オピオイドの薬理遺伝学的研究のための新規マウスモデルとして有用であると考えられる。
Morphine is a strong painkiller acting through mu-opioid receptor (MOR). Full-length 7-transmembrane (TM) variants of MOR share similar amino acid sequences of TM domains in rodents and humans; however, interspecies differences in N- and C-terminal amino acid sequences of MOR splice variants dramatically affect the downstream signaling. Thus, it is essential to develop a mouse model that expresses human MOR splice variants for opioid pharmacological studies. We generated 2 lines of fully humanized MOR mice (hMOR; mMOR mice), line #1 and #2. The novel murine model having human OPRM1 genes and human-specific variants was examined by reverse-transcription polymerase chain reaction and the MinION nanopore sequencing. The differences in the regional distribution of MOR between wild-type and humanized MOR mice brains were detected by RNAscope and radioligand binding assay. hMOR; mMOR mice were characterized in vivo using a tail-flick, charcoal meal, open field, tail suspension, naloxone precipitation tests, and rectal temperature measurement. The data indicated that wild-type and humanized MOR mice exhibited different pharmacology of morphine, including antinociception, tolerance, sedation, and withdrawal syndromes, suggesting the presence of species difference between mouse and human MORs. Therefore, hMOR; mMOR mice could serve as a novel mouse model for pharmacogenetic studies of opioids.