ニューロペプチドFF受容体2はマウス三叉神経節におけるカプサイシン誘発CGRP Upregulationを阻害する

Neuropeptide FF receptor 2 inhibits capsaicin-induced CGRP Upregulation in mouse trigeminal ganglion.

• Ya-Tin Lin
• Zachary Yu
• Sze-Chi Tsai
• Po-Hung Hsu
• Jin-Chung Chen

抄録

背景:

三叉神経血管経路の刺激は、頭痛動物モデルの確立に広く用いられています。頭痛は一般的な神経疾患であり、カルシトニン遺伝子関連ペプチド（CGRP）を介して症状が発現する。CGRPは三叉神経節から合成・放出され、刺激を受けると痛みの信号を伝達します。一方、ニューロペプチドFF（NPFF）は片頭痛の伝達・変調因子の候補であり、その受容体であるNPFFR2を刺激することで、マウスの感覚ニューロンにおけるCGRPの発現・放出が増加することが知られている。ここでは、カプサイシン誘発性頭痛マウスモデルにおいて、NPFFR2が三叉神経CGRPレベルに及ぼす影響を調べた。

BACKGROUND: Stimulation of trigeminovascular pathway is widely used to establish the headache animal model. Headache is a common neurological disorder, in which symptomatic attacks are mediated by calcitonin-gene-related peptide (CGRP). CGRP is synthesized and released from the trigeminal ganglion to transmit pain signals under stimulation. On the other hand, Neuropeptide FF (NPFF) is a candidate transmitter/modulator for migraine, and stimulation of its receptor, NPFFR2, increases the expression and release of CGRP in mice sensory neurons. Here, we investigate the impact of NPFFR2 on trigeminal CGRP level in a capsaicin-induced headache mouse model.

方法:

マウスにカプサイシンを膀胱内注射し、三叉神経血管経路を活性化して頭痛症状を誘発させた。Npffr2-shRNAまたはNPFFR2ノックアウトで前処理したマウスを採用し、三叉神経節におけるカプサイシン誘発CGRPアップレギュレーションに対するNPFFR2の影響を試験した。三叉神経節におけるNpffr2-shRNAの遺伝子サイレンシング効果をリアルタイムPCRで確認した。三叉神経節CGRPレベルは免疫蛍光染色により測定し、Image Jソフトウェアを用いてシグナル強度の閾値を設定し、CGRP陽性細胞の割合を算出した。また，NPFFR2過剰発現マウスの三叉神経CGRP量をCGRP ELISA法で測定した．

METHODS: Mice were intracisternally injected with capsaicin into the cisterna magna to activate the trigeminovascular pathway and induce headache symptoms. Mice pretreated with Npffr2-shRNA or NPFFR2 knockouts were adopted to test the impact of NPFFR2 on capsaicin-induced CGRP upregulation in trigeminal ganglion. The gene silencing effect of Npffr2-shRNA in trigeminal ganglion was confirmed by real-time PCR. Trigeminal CGRP level was determined by immunofluorescence staining, and the percentage of CGRP-positive cell was calculated after setting the signal intensity threshold by Image J software. Amount of trigeminal CGRP in NPFFR2 overexpressed mice was also measured by CGRP ELISA.

研究成果:

カプサイシンを膀胱内に注入すると、三叉神経節のCGRPが上昇し、運動量の減少や凍結行動の増加などの自発的な疼痛行動が誘発された。Npffr2-shRNAを膀胱内注射すると三叉神経節のNpffr2のmRNAが減少した。Npffr2-shRNAでマウスを前処理すると、三叉神経節におけるカプサイシン誘発CGRPのアップレギュレーションが抑制された。同様に、NPFFR2ノックアウトマウスでもCGRPアップレギュレーションは減少した。逆に、NPFFR2過剰発現マウスでは三叉神経CGRPが増加した。

FINDINGS: Infusion of capsaicin into the cisterna magna upregulated the CGRP in trigeminal ganglion and induced spontaneous pain behaviors including the reduction of locomotor activity and the increase of freezing behavior. Intracisternal injection of Npffr2-shRNA reduced the mRNA of Npffr2 in trigeminal ganglion. Mice pretreatment with Npffr2-shRNA prevented capsaicin-induced CGRP upregulation in trigeminal ganglion. Similarly, CGRP upregulation was also reduced in NPFFR2 knockout mice. On the contrary, trigeminal CGRP was increased in NPFFR2 overexpressed mice.

結論:

NPFFR2のレベルを低下させることで、三叉神経節におけるカプサイシン誘発性CGRPのダウンレギュレーションが可能となり、結果として三叉神経血管経路の活性化が抑制されることが明らかになった。このように、NPFFR2は頭部痛の神経調節のための潜在的なターゲットとして機能する可能性があります。

CONCLUSIONS: Reducing the level of NPFFR2 leads to the downregulation of capsaicin-induced CGRP in trigeminal ganglion, which would consequently attenuate the activation of trigeminovascular pathway. Thus, NPFFR2 could serve as a potential target for neuromodulation of cephalic pain.