神経障害性疼痛モデルラットにおける交感神経萌芽が後根神経節ニューロンおよび求心性神経の興奮性に及ぼす影響

Effect of sympathetic sprouting on the excitability of dorsal root ganglion neurons and afferents in a rat model of neuropathic pain.

抄録

交感神経の興奮性の亢進は、様々な慢性疼痛を悪化させることが報告されており、神経障害性疼痛（NP）モデルにおいても後根神経節（DRG）の交感神経線維の増加が確認されている。しかし、交感神経線維終末から放出される神経伝達物質ノルエピネフリン（NE）がDRGニューロンの興奮性に及ぼすメカニズムについては未だ議論の余地があり、この生物学的プロセスに関与するアドレナリン受容体サブタイプもまた議論のあるところである。本研究では、（1）神経伝達物質NEがDRGの異なるニューロンの興奮性に及ぼす影響を明らかにすること、（2）発芽した交感神経線維から放出されるNEによるDRGニューロンの興奮性にどのアドレナリン作動性受容体が関与しているかを明らかにすること、の二つの目的をもっている。本実験では、脊髄後角の電界電位記録法という生体内電気生理学的研究に使用できる独自の方法を革新的に採用した。その結果、SNI 40 日後にパッチクランプ法および電界電位記録法で NE が同側の DRG 大ニューロンの興奮性を高めることを確認し、さらに生体電気生理学的な結果から α受容体拮抗薬であるヨヒンビンが同側の DRG 大ニューロンの興奮性を高めることを明らかにした。受容体遮断薬 Yohimbine は NE の A 繊維への興奮作用と C 繊維への抑制作用を遮断し、αアドレナリン受容体作動薬 guanfacine (100μM) は NE と同様の生物学的作用を示すことを確認した。最後に、交感神経線維終末からの NE は DRG の α-adrenergic 受容体に作用して、疼痛シグナルの制御に関与していると結論づけた。

Increased sympathetic nerve excitability has been reported to aggravate a variety of chronic pain conditions, and an increase in the number of sympathetic nerve fibers in the dorsal root ganglion (DRG) has been found in neuropathic pain (NP) models. However, the mechanism of the neurotransmitter norepinephrine (NE) released by sympathetic nerve fiber endings on the excitability of DRG neurons is still controversial, and the adrenergic receptor subtypes involved in this biological process are also controversial. In our study, we have two objectives: (1) To determine the effect of the neurotransmitter NE on the excitability of different neurons in DRG; (2) To determine which adrenergic receptors are involved in the excitability of DRG neurons by NE released by sprouting sympathetic fibers. In this experiment, a unique field potential recording method of spinal cord dorsal horn was innovatively adopted, which can be used for electrophysiological study in vivo. The results showed that： Forty days after SNI, patch clamp and field potential recording methods confirmed that NE enhanced the excitability of ipsilateral DRG large neurons, and then our in vivo electrophysiological results showed that the α receptor blocker Yohimbine could block the excitatory effect of NE on A-fiber and the inhibitory effect on C-fiber, while the α-adrenergic receptor agonist guanfacine (100 μM) had the same biological effect as NE. Finally, we concluded that NE from sympathetic fiber endings is involved in the regulation of pain signaling by acting on α-adrenergic receptors in DRG.