オピオイド受容体遺伝子多型と神経精神疾患
曽良 一郎 1) ,2) 、畑1)
2)

春実 1)、渡邉

東北大学大学院医学系研究科（財）東京都医学研究機構
3)秀和 1)、井手聡一郎 2) ,3)

神経科学講座精神神経生物学分野

東京都精神医学総合研究所

京都大学大学院薬学研究科

分子精神医学研究部門

生体機能解析学分野µ Opioid receptor gene polymorphisms and neuropsychiatric disorders
Ichiro Sora1),2),, Harumi Hata1),
1)

Hidekazu Watanabe1), Soichiro Ide2),3)

Division of Psychobiology, Department of Neuroscience,

Tohoku University Graduate School of Medicine, Sendai, JAPAN
2)

Department of Molecular Psychiatry, Tokyo Institute of Psychiatry,Tokyo Metropolitan Organization for Medical Research, Tokyo, JAPAN
3)

Department of Molecular Pharmacology, Faculty of Pharmaceutical Sciences,
Kyoto University, Kyoto, Japan

Summary:

The opioid system is thought to play a major role in several neuropsychiatric disorders including

analgesia and substance abuse. Pharmacologic approaches have suggested that µ-opioid receptor (µOR) serves
as a principal site for morphine actions in inducing behavioral reward. The transgenic knockout mice provided
data that the gene expression of opioid receptor modulate the rewarding effects of opiates and non-opiate drug
like alcohol.

Heterozygous µOR-KO mice with half expression of wild-type µOR which display reduced

morphine and ethanol self-administration would be a good animal model of human disorders. Recently, we haveidentified several novel polymorphisms of human and murine µOR gene.

Analysis of µOR gene

polymorphisms would be important to find new strategy of the treatment for neuropsychiatric disorders.

緒言在に発現させることにより、受容体作動薬・拮抗薬のみを用いた従来の薬理学的手法から長足のオピオイドの作用メカニズムの解明は、遺伝進歩を遂げた。さらに個体レベルでの遺伝子組み

子クローニングを用いてオピオイド受容体を自換えが可能となり、培養細胞上では困難であった

生体内でのオピオイド受容体の役割が一層明ら測定した。条件付けとして嗜好性を示した側にかとなった。我々は、組換え DNA 技術によりオピ

30 min 置いた後 saline を投与するか、嗜好性をオイド受容体遺伝子が欠損したノックアウト・ト

示さなかった側に 30 min 置いた後モルヒネ

ランスジェニックマウスを用いて、オピオイドの(s.c.)ないしエタノール(i.p.)を投与する試技

作用メカニズムの解明を行っている 1)２）。μオピを行った。最後の投与から 24hr 後における場所

オイド受容体ノックアウトマウスの中でも、μ受嗜好性の変化を見ることで、各薬物の報酬効果を容体発現が完全欠損ではなく半減しているヘテ検討した。静脈内自己投与試験は、マウス静脈内

ロ接合体マウスをヒトのモデルとして解析するにカニューレを埋め込む手術を行い、マウスがレことにより、モルヒネの報酬・鎮痛効果や依存・

バー押し行動を４回行う毎に、刺激光を照射する耐性などの副作用出現には個人差があることのと同時にモルヒネを 5‑8 μl/15 sec.で静脈内投基礎的な知見を得ることが期待される３)。

与する方法で検討を行った。各モルヒネ投与量でさらに、ヒトオピオイド受容体の遺伝子配列ののレバー押し回数を測定し、3 日間の試技の回数

個人差、つまり遺伝子多型はμ受容体発現などにの平均を指標として、モルヒネの報酬効果を評価

関与している可能性があることから、この遺伝的した。

個人差をオピオイド受容体の遺伝子多型から説

μオピオイド受容体ゲノム解析： マウスμオピ

明できれば、臨床上、モルヒネの効果とその副作

オイド受容体は転写調節領域およびエクソンお用の予測が可能となり、効果的なオピオイド治療

よびその隣接のイントロンの塩基配列を含む約の開発に貢献すると考えられる。そこで、我々は、

20kb の解析を行った。ヒトゲノムサンプルは日オピオイド受容体遺伝子多型を検討し、テーラー

本人の健常人より採取した血液よりフェノール

メイドのオピオイド治療への道を拓くことを目抽出法を用いて精製した。血液を採取する際に、的として、健常人およびマウスにおけるオピオイ

全ての対象者に文書による同意を得て、関連施設

ド受容体のゲノム解析を開始した。

の倫理指針に沿って実験を行った。健常人サンプ

実験方法

ルを用いて全エクソン領域（exon 1-4）、開始コド
ンより５’上流側 5.5 kbp、終止コドンより 3’下流

μオピオイド受容体ノックアウトマウスの行動

側 14 kbp、及び intron 2 全領域と intron 1, 3 の繰

解析： 自発運動量の測定は移所運動量測定装置

り返し配列を含む一部の領域に関してを用いて薬物無処置の馴化期間 1hr、並びにオピ

PCR-sequence 法を用いて解析を行った。見いだ

オイド受容体作動薬のモルヒネ処置(10 mg/kg,

した遺伝子多型の中から、頻度の高い遺伝子多型s.c.)後、3hr まで計測した。条件付け場所嗜好に関して、さらに例数を増やし解析を行った。

性試験は、一方は wire mesh floor、もう一方はcorncob bedding floor で両コンパートメント間

結果は自由に移動できる Plexiglas chamber 内にてマμオピオイド受容体ノックアウトマウスの行動

ウスの各コンパートメントにおける滞在時間を解析： 馴化期間 1hr の自発運動量を測定したと

ころ、マウスの各遺伝子型間で有意な差はみられ定される八つのフラグメント(各 2kb〜12kb)のなかった。モルヒネ処置により、野生型において合計約 40kb の解析を行った。データベース上のは運動量が増加したが、μ受容体部分欠損マウス

ラフドラフト配列を参考にしながら日本人健常では運動量増加は野生型と比較して半減し、完全対照群より得られたゲノム DNA 標本におけるヒ欠損マウスでは消失していた４)。

トμOR 遺伝子の塩基配列を解析し、欧米人におモルヒネの報酬試験としての条件付け場所嗜

いて現在、報告されている反復配列多型、単塩基好性試験において、野生型では、モルヒネによる多型を日本人でも確認するとともに、新規の遺伝条件付けにより、モルヒネ投与側のコンパートメ

子多型も同定した。日本人においては、翻訳領域

ントへの滞在時間が約２倍にまで増加したが、μの存在する多型は A118G（Asn40Asp）のみであ受容体完全欠損マウスでは野生型と比較して有り、これまで欧米人で報告されていた他の翻訳領意に報酬効果が減弱し、部分欠損マウスでもその域に存在する多型（e.g. C17T）は見られなかった。

傾向がみられた４)。

また、さらに高頻度の多型に関しサンプル数を増

さらに、別のモルヒネ報酬試験として静脈内自やして検討したところ、日本人でも見られた多型

己投与試験を行ったところ、レバー押し行動回数の頻度も欧米人と比較して有意に異なるものでは、ヘテロ及びホモ体の KO マウスにおいて、0.1あった（日本人の多型頻度、A118G 45.6％、

ないし 0.3 mg/kg/injection の際に野生型と比較

IVS2+G691C 81.9％。欧米人の多型頻度、A118G

し有意に少なかった。モルヒネ総摂取量は、いず

7.5 - 25.8％、IVS2+G691C 42.5 - 53.3％）。また、れの試技においても野生型マウスの摂取量が最intron 3 内の一部多型と 3’非翻訳領域内に存在すも大きな値を示した４)。

る一部多型で、ほぼその発生が一致する SNP 群

μオピオイド受容体ゲノム解析：マウスμORが見いだされ、約 55kbp にわたって存在する 32の転写調節領域の解析により、μオピオイド受容の多型が完全に同時に見られた。さらに、それら

体転写調節候補領域に単純反復配列多型を見出

SNP 群と他の多型に関しても、ハプロタイプ解析、

し、BXD(DBAxC57)組み替え純系マウス系統種を含

並びに連鎖不平衡解析を行った結果、一部の多型

むマウス系統種においてμOR 発現量とモルヒネを除き、μオピオイド受容体遺伝子の全域にわた鎮痛効果との間に相関を認めた５)。ヒトμOR のり広範囲で有意な連鎖不平衡が存在することが転写調節領域およびエクソンおよびその隣接の明らかとなった。

イントロンの塩基配列を決定し、転写調節候補領域の塩基配列がマウスのそれと極めて高い相似考察性を示すことを見出し、これらの高い相似性を示

モルヒネの鎮痛効果や副作用には個人差があした領域がヒト、マウスを通じてμOR の発現調

ることはよく知られている。報酬試験としての静節に重要な役割を果たすことを示唆した５)。

脈内自己投与試験、場所条件付け試験では、モル

ヒトμOR 遺伝子塩基配列は、最初にλライブ

ヒネの報酬効果がμ欠損マウスでは消失していラリーより得られたクローンから 50kb 以上と推た。エタノールの報酬効果にオピオイド系の関与が示唆されているが、μ欠損マウスではエタノー

オピオイド治療 課題と新潮流. 東京:エルルの報酬効果が減少していた６)。これらのμOR

ゼビア・サイエンス株式会社ミクス, 2001;

欠損マウスモデルの解析により、μOR 発現はモ

77〜84.

ルヒネ鎮痛のみならずアルコールをはじめ薬物

4)

Sora I, Elmer G, Funada M, et al. Mu opiate
receptor gene dose effects on different

依存の病態にも関与することが明らかとなった。

morphine

我々のヒトμOR ゲノム解析により、これまで

actions:

evidencefor

報告されてきた欧米人のμOR 内に存在する遺伝

differential in vivo mu receptor reserve.

子多型頻度と比較し、日本人の多型頻度は大きく

Neuropsychophamacol. 2001; 25(1): 41 〜

異なっており、あらためてそれぞれの人種を用い54.

た多型解析の重要性を示唆する結果となった。ま5)

Uhl G R, Sora I, Wang Z. The mu opiate

た、μOR 内には強い連鎖不平衡が存在すること

receptor as a candidate gene for pain:が新たに明らかとなり、今後、神経精神疾患とのpolymorphisms, variations in expression,

関与を検討する上での基礎を提供すると考えら

nociception, and opiate responses. Procれる。オピオイドの鎮痛効果・副作用の個人差、Natl Acad Sci U S A. 1999; 96: 7752〜5.

薬物依存の発症脆弱性が、μOR 遺伝子多型によ6)Hall S, Sora I, Uhl GR (2001) Ethanol

り説明することが可能なら、疼痛、薬物依存など

consumption and reward are decreased inの神経精神疾患の新しい治療戦略が期待できる

mu‑opiateと考えられる。

Psychopharmacol 154:43‑49

引用文献
1)

曽良一郎（1999）特集：精神神薬理学的領域
におけるノックアウトマウスの応用，オピオイド受容体ノックアウトマウス. 日本神経精神薬理学雑誌 19: 239‑249

2)

Sora I, Takahashi N, Funada M, et al.
Opiate receptor knockout mice define mu
receptor roles in endogenous nociceptive
responses and morphine‑induced analgesia.
Proc Natl Acad Sci U S A. 1997; 94: 1544
〜1549.

3)

曽良一郎, 池田和隆. 遺伝子欠損マウスを含む動物個体レベルでのオピオイドの作用機序. 鎮痛薬・オピオイドペプチド研究会編.

receptor

knockoutmice.

快情動発現におけるオピオイドシステムの役割：
ドーパミンシステムとの比較

池田和隆、高松幸雄、高橋雄大
財団法人東京都医学研究機構・東京都精神医学総合研究所・分子精神医学研究部門

A role of the opioid system in pleasant emotion: comparison with the dopamine system

Kazutaka Ikeda, Yukio Takamatsu, Takehiro Takahashi
Department of Molecular Psychiatry, Tokyo Institute of Psychiatry, Tokyo Japan.

Summary: Opioid and dopamine systems play crucial roles in reward. Similarities and differences in neuralmechanisms of reward mediated by these two systems have remained largely unknown. We now show
significant differences between opioid and dopamine systems’ reward functions. Mice lacking mu-opioid
receptors (MOR), the main target of morphine, showed enhanced lateral hypothalamic intracranial
self-stimulation (ICSS)

which induces dopamine release. They also displayed increased movement indespairing conditions. Both of these results are consistent with MOR involvement in drive-reducing reward
functions such as satisfaction and relaxation. In contrast, mice lacking dopamine transporters (DAT), a main
target of cocaine, maintained lateral hypothalamic ICSS responding under continuous, partial and delayed
reinforcement schedules. These results are consistent with dopamine systems’ involvement in drive-inducing
reward functions such as excitation and volition. ICSS differences in MOR and DAT knockout mice underscorethe multidimensional nature of reward.

緒言を抑制している神経細胞を抑制するために、脱抑制によって側坐核でのドーパミン放出が亢進し、オピオイドは、強力な鎮痛薬であると同時に快感を引き起こす依存性薬物である。オピオイドの鎮痛作用機序に関する研究が進んでいるのに対して、その報酬効果のメカニズムは不明な点が多い。依存性薬物は全て、側坐核におけるドーパミ
ン放出を亢進させることにより報酬効果を発揮

報酬効果が生まれるとされている。一方、依存性
薬物により引き起こされる快情動にはそれぞれ特徴があることから、報酬効果およびそのメカニ
ズムも多様であるとする考え方もある 2)。オピオ
イドシステムとドーパミンシステムによる快情動の異同はいまだに解明されていない 3)。

1)するという仮説がある 。この仮説によると、オピオイドの場合は腹側被蓋野のドーパミン細胞

一方、オルズらにより脳内自己刺激反応が発見
4)

されて以来、脳内自己刺激試験は報酬系の解明

に大きく貢献してきた 3)。特に外側視床下部刺激

トランスポーター欠損マウス）を脳定位固定装置

では、強い報酬効果が現れることと、側坐核におに固定し、刺激電極を内側前脳束（外側視床下部）

けるドーパミンの放出が亢進することが知られに刺入して歯科用セメントで固定した。手術後のている。また、ミューオピオイド受容体が、モル回復期間は１週間以上とした。能動的行動を指標

ヒネの鎮痛効果や報酬効果において決定的な役とするヘッドディッピング式（図１）と受動的行

割を担うことは、ミューオピオイド受容体欠損マ動を指標とする場所滞在式の 2 種の脳内自己刺

ウスの行動解析から明らかになった

5),6)

。従って、

激試験装置を用いた 8)。実験が終了したマウスはミューオピオイド受容体欠損マウスの脳内自己灌流固定し脳を採取し、切片を作製して電極刺入

刺激反応の解析は、オピオイドシステムによる報位置を確認した。

酬効果とドーパミンシステムとの関係を検討する上で、極めて有用なアプローチであると考えられる。
本研究では、ミューオピオイド受容体欠損マウスに対して、脳内自己刺激試験を中心に行動解析を行った。さらに、コカインや覚醒剤の標的分子であるドーパミントランスポーターの遺伝子欠損マウスに関しても脳内自己刺激試験を行い、オピオイドシステムとドーパミンシステムによるFig. 1: Mouse showing head-dipping ICSS

快情動発現メカニズムを比較した。
逃避意欲に関する試験

実験方法
実験動物

テールサスペンジョン法 9)では、１０分間マウスを尻尾でつり下げ、最後の５分間に動いた時間を測定した（ニューロサイエンス社製）。

ミューオピオイド受容体欠損マウス 5)、ドーパミ

水車法 10)では、６分間マウスを２５度の水をントランスポーター欠損マウス 7)は、研究協力者

入れた水車のついた水槽に入れ、最後の５分間にの曽良一郎東北大学医学部教授より提供を受け水車を回した回数を測定した（小原医科産業社

た。それぞれ、野生型、ヘテロ接合体、ホモ欠損製）。

型を、実験に十分なだけ準備した。遺伝子型の判定は、尻尾より精製したゲノム DNA の PCR 解析に

結果よって行った。
脳内自己刺激反応の獲得と消去
脳内自己刺激試験
十分に麻酔を施した各遺伝子型マウス（ミュー
オピオイド受容体欠損マウスおよびドーパミン

刺激電流値を１０分ごとに０，１００，０マイ
クロアンペアとすると、ヘッドディッピング法、
場所滞在法の何れにおいても、遺伝子型によらず
脳内自己刺激反応が速やかに獲得され、速やかに消去した。ただし、ミューオピオイド受容体欠損

して、脳内自己刺激反応の消去過程をさらに２つマウスでは自己刺激反応頻度の上昇が見られた。

の方法で検討した。穴のぞき行動から電気刺激が与えられるまでの時間を徐々に長くした場合、欠脳内自己刺激反応の刺激電流閾値
ミューオピオイド受容体欠損マウスでは遺伝子型による電流閾値の違いは認められなかった損型マウスでは有意に反応が消去しにくかった。
しかし、刺激電流値を徐々に低下させた場合の消去過程は、遺伝子型によらなかった。

が、ドーパミントランスポーター欠損マウスでは閾値の低下が認められた。

プログレッシブレイショー過程での反応消去
電気刺激を得るために必要な穴のぞき行動の回数を徐々に増やし、反応の消去過程を観察した。
ミューオピオイド受容体欠損マウス、ドーパミン
トランスポーター欠損マウスの何れにおいても、反応が消失しにくかった。特にドーパミントラン
スポーター欠損マウスでは、反応消失抵抗性が顕著であった。

考察
ミューオピオイド受容体が無くても外側視床下部刺激による脳内自己刺激反応が現れたこと
は、外側視床下部刺激による報酬効果にはミュー
オピオイド受容体は必要ないことを示唆している。また、欠損マウスではむしろ自己刺激反応が亢進していたことより、ミューオピオイド受容体
は、外側視床下部刺激による報酬効果を抑制的に制御していると考えられた。このことは、モルヒ
ネによりミューオピオイド受容体を活性化させモルヒネの影響た場合、自己刺激反応が低下したことによってもミューオピオイド受容体欠損マウスに関して、裏付けられた。さらに、欠損マウスでは報酬を求

脳内自己刺激反応頻度に与えるモルヒネの効果

める行動が亢進していただけではなく、絶望的なを検討した。モルヒネは野生型、ヘテロマウスの状況下からの逃避行動も亢進していたことより、反応頻度を濃度依存的に低下させたが、欠損型マ

意欲全般が亢進している可能性が考えられた。

ウスには影響しなかった。

一方、ドーパミントランスポーター欠損マウス
では、刺激電流閾値の低下と反応消去抵抗性が特逃避意欲試験

徴であると考えられる。刺激電流値の低下は、こミューオピオイド受容体欠損マウスに関して、のマウスで遊離ドーパミンの回収が行われない

テールサスペンジョン法、水車法を用いて逃避意

ため、弱い刺激によって放出されたドーパミン量欲を試験した。何れの試験においても、ミューオ

でも神経伝達が十分に起こるからであると考えピオイド受容体欠損マウスでは、絶望的な状況下られる。電気刺激が容易には得られない条件下でによる運動が亢進していた。

も脳内自己刺激反応が維持しており、ドーパミン
トランスポーターが渇望感と関連することが示

反応消去過程の検討
ドーパミントランスポーター欠損マウスに関唆される。

receptor roles in endogenous nociceptive responses
and morphine-induced analgesia. Proc. Natl. Acad.
Sci. U S A, 94 : 1544-1549, 1997.
6) Kieffer, B. L. : Opioids: first lessons fromknockout mice. Trends Pharmacol. Sci., 20 : 19-26,
1999.
7) Sora, I., Wichems, C., Takahashi, N., Li, X. F.,
Zeng, Z., Revay, R., Lesch, K. P., Murphy, D. L., Uhl,
G. R. : Cocaine reward models: conditioned place
Fig.2: Scheme of the hypothesis showing
multidimensional pleasant emotion
これらの結果は、オピオイドとドーパミンシス
テムが、欲求を抑える方向の報酬機能と欲求を高

preference can be established in dopamine- and inserotonin-transporter knockout mice. Proc. Natl.
Acad. Sci. U S A., 95 : 7699-704, 1998.
8) Ikeda, K., Moss, S. J., Fowler, S. C., Niki, H. :Comparison of two intracranial self-stimulation

める方向の報酬機能とにそれぞれ関係している(ICSS) paradigms in C57BL/6 mice: head-dippingという仮説 2)を支持するものである（図２）。快and place-learning. Behav. Brain Res., 126 : 49-56,

情動に多様性があり、オピオイドシステムは、ド2001.

ーパミンシステムによって発現される快情動と

9) Steru, L., Chermat, R., Thierry, B., Simon, P. : Theは異なる快情動を、異なるメカニズムで発現させtail suspension test: a new method for screening

る可能性が考えられる。

antidepressants in mice. Psychopharmacology, 85 :367-370, 1985.
10) Nomura, S., Shimizu, J., Kinjo, M., Kametani, H.,

引用文献1) Wise, R. A. : Addictive drugs and brain stimulation
reward. Annu. Rev. Neurosci., 19 : 319-340, 1996.
2) Belluzzi, J. D., Stein, L. : Enkephaline may
mediate euphoria and drive-reduction reward. Nature,
266 : 556-558, 1977.
3) 池田和隆 : 快と不快の脳内メカニズムに関する仮説、脳の科学 25 : 287‑290, 2003.
4) Olds, J., Milner, P. : Positive reinforcement
produced by electrical stimulation of septal area andother regions of rat brain. J. Comp. Physiol. Psychol.,
47 : 419-427, 1954.
5) Sora, I., Takahashi, N., Funada, M., Ujike, H.,
Revay, R. S., Donovan, D. M., Miner, L. L., Uhl, G.
R. : Opiate receptor knockout mice define mu

Nakazawa, T.

: A new

behavioral

test forantidepressant drugs. Eur. J. Pharmacol., 83 : 171-175,
1982.

痛覚感受性の個体差に関わる遺伝学的解析
小出剛、古瀬民生
国立遺伝学研究所マウス開発研究室

Genetic analysis of different pain sensitivity among mouse strains
Tsuyoshi Koide, Tamio Furuse
Mouse Genomics Resource Laboratory, National Institute of Genetics,
Mishima Japan.

Summary: Pain sensation is an essential alert for avoiding environmental danger and feeling tissue damage orillness. In spite of the essential role of pain sensation, surplus pain is stressful or unpleasant for animals. Heat
evoked pain and capsaicin sensation activate the multi functional pain receptor, VR1. Capsaicin is the mainchemical component of hot chili peppers providing its hot taste and causes sensation in physiological pain
system. We found diversity of sensitivity for capsaicin and pain in the stock of wild-derived mouse strains,
Mishima battery. In order to clarify genetic basis of diversity of pain sensitivity, we conducted QTL analyses
usung two mouse strains, C57BL/6 and KJR. In the study, 470 F2 mice were generated from a cross of F1 miceobtained from a cross of C57BL/6 and KJR. We applied fluid intake test of capsaicin solution and 52℃ hot plate
test for the F2 progeny. In the mapping study, four significant QTLs for capsaicin sensitivity were detected on
chr2, chr7, chr8 and two significant QTLs for heat sensitivity were detected on chr2 and 18.

緒言
痛覚では個体間で大きな感受性の違いがみられる。

差は、ヒトの個人差のモデルになると考えられ、系統

このような違いをもたらす遺伝的機構を理解すること間での表現型比較に基づく遺伝的解析が進んできは、鎮痛薬を用いた効果的な治療には不可欠であている。しかし、一般的に利用されている実験用近ると考えられる。また、モルヒネをはじめとした鎮痛薬

交系統は、そのほとんどが世界に広く分布する野生の作用についても、個体間で大きな違いがみられ、マウス亜種の一つ Mus musculus domesticus からつ

副作用の少ない使用を行うためには、その個体差をくられた比較的小さな飼育コロニーに由来しており、もたらす機構を解明する必要がある。

それらの間で多様な表現型は期待できない。一方

マウスにおいてみられる各近交系統間の表現型ので、国立遺伝学研究所では世界各地から捕獲した

マウスを基に、数多くの野生マウス由来近交系統を明らかにする目的で、Mishima battery を用いて、各樹立し維持している。これらの一連の系統は多くがマウス系統の Capsaicin 及び熱に対する感受性を解

当研究所で独自に樹立されたものなので、Mishima

析した。また、痛覚に違いを示すマウス系統から、遺Battery of Strains と呼ばれている。我々はこれらの伝学的マッピングによりその原因となる遺伝子座を系統の遺伝的多様性に着目し、行動遺伝学的研究

絞り込み、遺伝的機構を解析した。更に、モルヒネのを進めている。

痛覚抑制に関して各系統で検討した。

実験方法

Table 1. Mishima battery
起源

系統名
BFM/2
NJL
BLG2
HMI
CAST/Ei
KJR
SWN
MSM

亜種名
Domesticus
Musculus
Musculus
Castaneus
Castaneus
Musculus
Musculus
Musculus

捕獲地
FranceDenmark
Bulgaria
TaiwanThailand
Korea
Korea
Japan

Fancy mice

JF1

Musculus

Japan

Fancy mice

C57BL/6
DBA/1

Laboratory strain
Laboratory strain

Wild mice

実験動物
実験には８〜１２週齢のマウスを用いた。マウスは明期暗期各１２時間の周期で飼育し、餌と水は自由に摂取とした。
カプサイシン感受性テスト
辛味嗜好性の試験として、最初に Capsaicin 水溶液を用いた 12 時間の 1-bottle test を行った。1-botle
test とは、まず、試験用給水瓶にて２日間予備飼育

A list of inbred strains used in this studyを行った後、暗期 12 時間の飲水量を測定し、その三日間の平均をマウス個体毎の飲水料のコントロー

これまでに自発運動性、情動性、学習記憶能力、痛覚感受性などの行動解析を行った結果、行動には野生由来系統間で大きな多様性があることが分かった 1, 2, 4)。現在、このような行動形質のなかで、痛覚感受性に関して更に遺伝的解析を進めている。
辛 味 物 質 (Capsaicin) に 対 す る 受 容 体 で あ る
Vanilloid Receptor-1 は、マウスにおいては侵害性の熱および痛覚刺激の伝達に必須であることが知らルとした。その後、明期の終了直前に給水瓶を
Capsaicin 水溶液の入った物に交換し、暗期中の水
溶液摂取量を測定した。この Capsaicin 水溶液の濃度を日毎に 1.0、4.0、7.0、10.0µM の順に上昇させ、摂取量をコントロールとの比率で表した。
熱痛覚感受性テスト
マウスを５２℃に保温したアルミニウムプレートの上に移し、後肢を舐める行動までの潜時を測定し、熱に対する感受性の指標とする。

ており、辛味と熱感覚が共通の伝達経路を持つと考えられている。このような辛味や熱感覚にはしばしば個体差が観察されるが、これには遺伝的要因も関与していると考えられている。その遺伝的要因として、オピオイド及び非オピオイド系の修飾経路に関わる遺伝子の存在が予想される。これらの遺伝的要因を結果
Capsaicin 感受性の試験として、Capsaicin 水溶液を用いた 12 時間の 1-bottle test を行った。その結果、全ての系統で Capsaicin 濃度の上昇と共に摂取量が減
少し、その減少量にはマウス系統間で顕著な差がみられた。特に、KJR と MSM の野生由来マウス 2 系統は1) Koide, T., Moriwaki, K., Uchida, K., Mita, A.,

高濃度 Capsaicin 水溶液を他の系統より有意に多く摂Sagai, T., Yonekawa, H., Katoh, H., Miyashita, N.,

取し、C57BL/6、DBA/1、PGN2 の 3 系統は他の系統

Tsuchiya, K., Nielsen, T. J. and Shiroishi, T.: A new

より摂取量が少なかった 3)。この中で特に、KJR 系統

inbred strain JF1 established from Japanese fancy

が Capsaicin 水溶液に対する感受性が鈍く、C57BL/6

mouse carrying the classic piebald allele. Mammalian

系統は感受性が高いため以下の実験に用いた

Genome, 9, 15-19, 1998.

(Figure1)。KJR 系統と C57BL/6 系統を交配して得られた F1 個体、F2 個体に対して Capsaicin 感受性試験

2) Koide, T., Moriwaki, K., Ikeda, K., Niki, H. andと 52℃ hot plate test を行った。その結果、F1 個体はShiroishi,

Capsaicin 感受性試験では KJR と同様の傾向を示した

characterization of inbred strains derived from wildのに対し、hot plate test では逆に C57BL/6 と近似な

stocks of Mus musculus. Mammalian Genome 11,値を示した。以上の結果より、Capsaicin と熱に対する

664-670, 2000

T.:

Multi-phenotype

behavioral

感受性は、同一のレセプターを持ち、親系統では類似した感受性を示しながら、これらの表現型が別々の

3) Furuse, T., Blizard, D. A., Moriwaki, K., Miura, Y.,

遺伝的因子によって影響されている可能性が示唆さ

Yagasaki, K., Shiroishi, T., Koide, T.: Genetic

れた。更に F2 個体群を用いて Capsaicin 感受性試験

diversity underlying capsaicin intake in the Mishima

と共に hot plate test を行った後、多型解析を行い関battery of mouse strains. Brain Research Bulletin 57,

連遺伝子座のマッピングを行った。その結果、

49-55, 2002a.

Capsaicin 感受性の系統差に関わる遺伝子は染色体２番、７番、８番上に存在することが明らかになった 5)。

4) Furuse, T., Takano-Shimizu, T., Moriwaki, K.,

また、熱感受性に関わる遺伝子は染色体２番と１８番

Shiroishi, T., Koide, T.: QTL analyses of spontaneous

上に存在し、２番上の遺伝子は Capsaicin と熱感受性

locomotor activity using mouse strains from Mishima

で共通しているものの、他は異なった遺伝子が関与しbattery. Mammalian Genome 13, 411-415, 2002b.

ていることが示唆された（論文準備中）。
また、モルヒネ投与による痛覚抑制を検討したところ、 5) Furuse, T., Miura, Y., Yagasaki, K., Shiroishi, T.,
痛覚の鈍い KJR 系統においても鎮痛効果は確認され、 Koide, T.: Identification of QTLs for differential
非オピオイド系の修飾機構が痛覚の系統差に関与しcapsaicin sensitivity between mouse strains KJR andている可能性が示唆された。更に、モルヒネ投与後もC57BL/6. Pain, in press.

痛覚感受性に系統差が確認され、個体差にあわせた
適切な鎮痛薬の使用の必要性が改めて確認された。

引用文献

Figure1. Measurement of capsaicin intake at different concentration by the 12-h 1-bottle test. Relative percent
volume of capsaicin fluid intake to control water was presented in each strainオピオイドとグリア細胞の新展開
成田

年, 鈴木

勉

星薬科大学薬品毒性学教室

A new turn of research for opioid and glial cell
Minoru Narita, Tsutomu Suzuki
Department of Toxicology,
Hoshi University School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, Tokyo Japan

Summary:

A recent new insight into the physiology of astrocytes has emerged, leading to a different view of itsrole in the CNS, i.e., “Active regulation of neuronal function”. Here we show that morphine induced asignificant increase in intracellular Ca2+ concentration ([Ca2+]i) in cortical neuron/glia cocultures using a Ca2+
imaging technique, whereas morphine had no such effect in purified astrocytes. Three days treatment ofcortical neuron/glia cocultures with morphine caused the activation of astrocytes, as detected by a stellatemorphology and an increase in glial fibrillary acid protein (GFAP). These effects were reversed by coculture
with a specific protein kinase C (PKC) inhibitor, suggesting that PKC may be implicated in these events.
Furthermore, the level of GFAP immunoreactivity in the cingulated gyrus and the dorsal horn of the spinal cord
were clearly increased by repeated in vivo treatment with morphine. A deletion of a neuronal PKC isoform,
PKCγ, gene revealed a dramatic suppression of these changes. These results constitute the direct evidence thatmorphine-induced astrocytic activation results from the stimulation of the neuronal PKC in the central nervous
system.

This communication between neuron and glia may be implicated in the morphine-induced synaptic

plasticity.

緒言

る報告が相次ぎ、グリア細胞の脳、脊髄内での生理的意義が注目されるようになってきている。特

中枢神経系は、神経細胞とグリア細胞で構成さにアストロサイトは、ほぼすべてのシナプスをれている。長らくグリア細胞は神経系の構築、

取り囲み、多種の神経伝達物質に応答し、細胞外液の恒常性維持、血液脳関門の形成な

様々な生理活性物質を放出することによりど、神経細胞の円滑な働きを保持するための環

脳機能の発現、さらにはシナプス可塑に関与

境を整えていると考えられていた。しかしながらすることが報告されている 1)。そこで本研究

近年、グリア細胞の積極的な神経機能制御に関すでは、morphine の情報伝達におけるアスト

ロサイトの生理的役割を解明する目的で、ストロサイト単独の培養細胞には形態変化が認

morphine による神経およびアストロサイト

められないものの、神経・グリア共培養細胞におの細胞内 Ca2+ 濃度変化を Ca2+ イメージン

いては、アストロサイトの著明な活性化が認めらグ法によって解析した。また、morphine 精れた。また、この反応は選択的 PKC 阻害薬によ

神依存および鎮痛耐性形成時の脳、脊髄内にり抑制された。以上のことから morphine はアス

おけるアストロサイトの変化を免疫組織学

トロサイトに直接的に作用せず、神経細胞膜上の的に検討した。

opioid 受容体を刺激することにより、PKC 依存
的にアストロサイトを活性化する可能性が考え

実験方法

られる。
次に morphine 精神依存の形成に脳内アスト

本研究では、ラット新生仔ラット大脳皮質由来

ロサイトが関与しているか否かを検討するため

神経・グリア共培養細胞および初代培養アストロに、conditioned place preference (CPP) 法を用いてサイトに morphine を処置することにより引き

morphine 報酬効果が獲得されたことを確認した起こされる細胞内 Ca2+ 濃度 ([Ca2+]i) の変化をマウスの脳凍結切片を用いて、帯状回におけるfluo-3 AM を用いた共焦点レーザー顕微鏡法にアストロサイトの変化を検討した。その結果、従い測定することで、morphine によるアストロ

control 群と比較し、morphine 群において著しい

サイトへの情報伝達の有無を検討した。また、

GFAP 陽性細胞の増加が認められた。これらのこ

morphine 精神依存および鎮痛耐性形成時の脳、とから、morphine 精神依存の形成に脳内アスト

脊髄内におけるアストロサイトの変化をアストロサイトの活性化が関与している可能性が示唆

ロサイトのマーカーである glia fibrillary acidic

された。また、当教室において脊髄内の疼痛発現

protein (GFAP) の特異的抗体を使用し、免疫組織に関与する laminae II の内層に高濃度に局在す

化学染色法より機能形態学的に検討した。

る PKC γ isoform が、opioid 受容体の脱感作現象
や鎮痛耐性を制御している重要な要因である可結果および考察

能性を示唆している 2,3)。そこで、PKCγ knockout
マウスおよびその wild-type マウスに morphine

Fluo-3 AM を取り込ませた神経・グリア共培養を慢性処置し、GFAP 抗体を用いてアストロサイ

細胞においては morphine 刺激により一過性のトの変化を検討した。その結果、wild-type マウ[Ca2+]i 上昇が惹起された。しかしながら、アススでは、morphine 慢性処置によるアストロサイ

トロサイト単独の初代培養細胞においては、

トの著明な形態変化およびその増殖が認められmorphine 刺激による Ca2+ 応答は認められなた

た の に 対 し 、 PKCγ knockout マ ウ ス で はった。また、大脳皮質由来神経・グリア共培養細morphine 慢性処置によるアストロサイトの形態

胞および初代培養アストロサイトに morphine

変化は認められなかった。これらの結果からを 3 日間処置し、control と比較したところ、アmorphine 鎮痛耐性形成に、脊髄後角の神経細胞に由来する PKCγ の活性に依存したアストロサ
イトの著しい形態変化が一部関与している可能性が示唆された。
以上、本研究の結果より、morphine 慢性暴露によりアストロサイトの星状化が誘導されるが、こうした反応は神経細胞に由来する PKCγ の活性化に依存していることが明らかとなった。また、
このようなアストロサイトの形態変化や増殖が、
morphine による神経可塑の発現に一部関与している可能性が示唆された。

引用文献
1) Fields RD, Stevens-Graham B. (2002) New
insights into neuron-glia communication. Science
298:556-562.
2) Narita M, Mizoguchi H, Narita M., Suzuki T,
Narita M, Dun N J, Imai S, Yajima Y, Nagase H,
Suzuki T, Tseng LF (2001) Enhanced µ-opioid
responses in the spinal cord of mice lacking protein
kinase Cγ isoform. J Biol Chem 27:15409-15414.
3) Narita M, Mizoguchi H, Narita M, Nagase H,
Suzuki T, Tseng LF (2001) Involvement of spinal
protein kinase Cγ in the attenuation of opioidµ-receptor
chronic

mediated

intrathecal

N-MePhe4,

G-protein

activation

administration

Gly-ol5]

Neurosci 11:3715-3721.

enkephaln

of

after

[D-Ala2,(DAMGO).

J

オピオイドへの医療薬学的アプローチ
平井みどり 1)，沼田千賀子 1)，山上友子 1)，八木敬子 1)，寺岡麗子 2)，松田芳久 2)，安保博文 3)神戸薬科大学臨床薬学研究室 1)，製剤学研究室 2)，国家公務員共済六甲病院 3)

Pharmaceutical approach to opioids
Midori Hirai1) ,Chikako Numata1), Tomoko Yamakami1), Keiko Yagi1), Reiko Teraoka2),
Yoshihisa Matsuda2), Hirofumi Abo3)
Department of Clinical Pharmacy1) and Department of Pharmaceutical Technology2),
Kobe Pharmaceutical University, Rokko Hospital3)

Summary: We investigated the use of opioids and their blood concentration in cancer patients and the genotypeof P-glycoprotein and investigated the relationship between these factors. It has been suggested thatP-glycoprotein is involved in the appearance of side-effects in morphine and the transport of morphine across the
blood-brain barrier. Our findings indicated a possible correlation between mutation in P-glycoprotein and theappearance of side effects. We also measured the amount of residual drug remaining in discarded units of a
newly released opioid preparation in patch form (product name Durotep patch) and explored the relationshipbetween drug absorption efficiency and analgesic effect. We found that the average percentage of drug remaining
was 41〜58%; in study of nine patients who applied the patch product frequently, standard deviation was 6.8 〜
13.1%. This demonstrated that the release of the drug was relatively stable and thatfluctuations in theanalgesic effect depended on factors other than absorption rate. Additionally, we used a questionnaire on theuse of opioid

patch preparations completed by medical professionals to consider the potential role ofpharmacists in the appropriate use of opioids.

緒

言は未だなされていない．血液脳関門で発現している P‑糖蛋白質は，モルヒネを輸送することが示

がん末期の疼痛をコントロールするために，されており 1)，一方で P‑糖蛋白質に遺伝多型が存

様々なオピオイド製剤が市販されている．その中在することが明らかになった 2)．このように個人でもモルヒネは古くから臨床使用されており，ま差の指標となるなんらかの予測方法があれば，投た安価で手に入りやすいことから，使用頻度が最与計画が容易になり，オピオイドの使用経験が少も高い．しかし，モルヒネの効果や副作用は極めない場合でも，適正使用が推進できると考えられて個人差が大きく，その理由に関する十分な説明る．また，昨年我が国では初めての貼付型オピオイド製剤が発売されたが，使用経験の浅い薬剤に結ついては，様々な問題点が予想されるため，情報果収集が必要である．以上のことから，我々は緩和

カルテ調査による効果・副作用状況把握と，血中ケア病棟におけるモルヒネの使用状況を調査し，濃度および P‑糖蛋白遺伝多型

同意の得られた患者について，モルヒネの血中濃モルヒネの投与量は，患者の訴えに従って変更が度と P‑糖蛋白質の遺伝多型を検討した．また，激しい．また，モルヒネ及び代謝物の血中濃度は貼付型オピオイド製剤（フェンタニル貼付薬：商

個人差が大きく，検出限界以下の症例もあり，一品名デュロテップパッチ）の使用に関する医療従定の傾向は見出せなかった．P‑糖蛋白質の遺伝子

事者へのアンケートと，使用している患者の使用変異を検討したところ，健常者の比率とほぼ等し

状況及び薬剤の放出効率を検討した．

い分布が認められた． P‑糖蛋白質のホモ型変異を持つ患者において，副作用が強度に出現する傾方法向が認められた．

カルテ調査：六甲病院緩和ケア病棟および協和病

フェンタニル貼付薬使用に関するアンケート

院において，モルヒネ投与により疼痛緩和治療を

関西の 6 施設から，75 名の回答を得，うち有効

実施している患者 18 名に関し，カルテ調査によ回答 62 名に関して分析を行った．2002 年 9 月のり患者情報，診断名，主訴，患者状態，および投時点では処方数の最も多い製剤は MS コンチンで薬スケジュールを調査した．また十分な説明を行あり，次いでデュロテップパッチが用いられていい同意を得た上で，採血を行った血液の一部をモた．フェンタニル貼付薬は使用に際し，効果の判

ルヒネ血中濃度測定および P‑糖蛋白質遺伝多型

断が難しく中止例も多いとの指摘があった．またの決定に用いた．

3 日ごとの交換を忘れる恐れも指摘された．しかアンケート：フェンタニル貼付薬使用経験があり，し，全体としての印象は良く，適宜使って行きた

同意の得られた医療施設に，アンケート用紙を送

いとの感想が得られた．一方，薬剤師の関与が少付し，フェンタニル貼付薬の使用印象等に関してないことも示された．

医師，看護師，薬剤師による回答を得た．
実験方法：患者血液サンプルの血清を用いて，パッチからのフェンタニル放出効率と効果の相HPLC によるモルヒネ及び代謝物(M‑3‑G, M‑6‑G)

関の測定を行った．また全血より白血球を分離し，上記の結果にも示すように，貼付薬の効果判定

DNA を抽出後，PCR‑RFLP 法により P‑糖蛋白質遺が難しい理由は，パッチからの薬剤放出が変動

伝子の変異(C3435T)を検出した．使用済みパッチするからではないかと考え，パッチ内の残存フよりフェンタニルを抽出し，HPLC にて定量した．

ェンタニルを測定した．結果的にはほぼ安定した放出が起こっており，増量に従って吸収量も増加することが明らかになった．また効果の個

人差は放出量の差を示すものではないことが放出されることが示された．がん末期の患者では，示された．ただし，貼付する場所や手技によっ体重減少が甚だしく，従って肋骨の部分に貼付すて放出量が変化し，効果の変動につながること

ると，密着性が低下するものと考えられる．これが予想された．

らの情報は，今後オピオイドを使用するにあたり，有用な知見となり得るものと考えられる．

考

察
引用文献

P‑糖蛋白質の遺伝多型とモルヒネの副作用の関連性を検討したところ，ワイルド型 7 例および

1. King M, Su W, Chang A, Zuckerman A,

ヘテロ型 9 例は傾眠や便秘等の副作用は強く現Pasternak GW. Transport of opioids from the

れなかったが，ホモ型変異 2 例は両者とも嘔気・

brain to the periphery by P‑glycoprotein:

嘔吐や便秘といった，消化管副作用が強く現れた．

peripheral actions of central drugs. Nat

P‑糖蛋白質 exon 26 の 3435 位における変異は，Neurosci. 4:268‑274, 2001

P‑糖蛋白質の低発現をもたらし，その結果腸管中や BBB でのモルヒネ及び代謝物の排泄が低下，副2. Hoffmeyer S, Burk O, von Richter O, Arnold

作用が増強したのではないかと推測された．但しHP, Brockmoller J, Johne A, Cascorbi I,

症例数が少ないため，結論は今後の検討を待つ必Gerloff T, Roots I, Eichelbaum M, Brinkmann U.

要がある．

Functional

polymorphisms

of

the

human

フェンタニル貼付薬発売後約半年の時点では，

multidrug‑resistance gene: multiple sequence

投与量の調節や効果判定に問題があるものの，パvariations and correlation of one allele withッチを使いたいと考える医療従事者が多かった．

P‑glycoprotein expression and activity in

現在は貼付面をテープで隠すなどの方法で，投与

vivo. Proc Natl Acad Sci USA.97: 3473‑3478,

量の微調整が可能になり，使いやすさと副作用の2000

少なさを利点としてあげる医療従事者が増加している．がん末期の疼痛緩和にオピオイドの使用は一般的になりつつあるが，その際薬剤師の積極的な関与を推進する必要があると考える．
パッチからのフェンタニル放出は，残存量の平均が 41〜58%と，ほぼ添付文書に添った結果が得られ，標準偏差も 10%程度とさほど変動は認められなかった．但し，在宅での貼付と入院中の貼付で，放出量に差が認められる例があった．また，胸部に貼付するよりも，脇や背中の方が安定して