侵害刺激伝達メカニズムの解析に有用な新たな三叉神経スライス標本作製法の開発

背景と目的：

口腔顔面領域の痛覚や触覚などの侵害受容信号は三叉神経脊髄路核を経由して伝達される。その中でも特に尾側亜核（Vc）は、脊髄後角と同様な層状構造を持ち、痛覚の伝達において重要な役割を果たしていると考えられている。しかし、従来の研究では三叉神経の求心性入力が脳幹全体に分散しているため、Vcニューロンの反応をスライス標本で記録することは困難とされていた。この研究では、三叉神経入口部からVcまでの構造を含むスライス標本を作製し、光学的分析によりVcの応答を可視化することを目的とした。

主要な発見：

研究の結果、三叉神経入口部を電気刺激することでVcの浅層に強いカルシウム反応が得られたが、中間亜核（Vi）や吻側亜核（Vo）には反応が観察されなかった。この違いは、求心性線維の脊髄路への投射方向が異なるためであると考えられた。また、Vcにおける反応はグルタミン酸受容体ブロッカーのCNQXの影響を受けることから、主にAMPA/kinate型グルタミン酸受容体を介したシナプス後の反応であると結論づけられた。これらの結果は、Vcが顎顔面領域の痛覚伝達に関与していることを示している。

方法論：

実験には6～7週齢のC57/BL6J雄性マウスを使用し、深麻酔下で脳幹を摘出した後、三叉神経入口部、神経路、Vcを含む平面でスライスし、厚さ600μmの標本を作製した。スライス標本はカルシウム指示薬Rhod-2で染色し、三叉神経入口部の神経線維を電気刺激して細胞内カルシウム濃度の変化を記録した。また、グルタミン酸受容体ブロッカーを用いてシナプス経由の反応であることを確認し、Kluber-barrera染色によりスライス標本の組織構造も観察した。

結論と意義：

この研究により、作製されたスライス標本がVcにおける侵害受容信号の伝達メカニズムを詳細に解析するための有用なモデルとなることが示された。特に、Vcは顎顔面領域の痛覚伝達において中心的な役割を果たしていることが明らかになった。このようなスライス標本を用いることで、将来的には様々な薬理学的介入や遺伝子改変を通じて、より詳細なメカニズム解明が進むと期待される。

今後の展望：

今後の研究では、さらに詳細なVcの構造機能解析が期待される。特に、異なる層での神経活動や化学的特性を明らかにすることで、痛覚伝達の全体像を把握することが可能となる。また、このスライス標本を用いた薬理学的研究により、新しい疼痛管理の方法や薬剤の開発が進む可能性がある。さらに、遺伝子改変マウスモデルを用いることで、特定の遺伝子が痛覚伝達に与える影響を詳細に解析し、新しい治療ターゲットの発見にもつながると考えられる。