がん性疼痛患者におけるモルヒネの至適投与量設計に関する研究櫻田 大也１），川口 啓之１），江口 久恵１），遠藤 一司１），田中
国立札幌病院 薬剤科１）、臨床研究部２）

克彦２）

Evaluation of the optimal dose of morphine in cancer pain
Tomoya Sakurada１）, Hiroyuki Kawaguchi１）, Hisae Eguchi１）, Kazushi Endo１）, Katuhiko Tanaka２）
Department of pharmacy, National Sapporo Hospital１）
Department of clinical research, National Sapporo Hospital２）
Summary : We now present such a method for the simultaneous analysis of morphine, morphine-3-glucuronide(M-3-G) and morphine-6-glucuronide (M-6-G) by high-performance liquid chromatography (HPLC). Morphine
is a potent opioid analgesic used traditionally for the long-term treatment of moderate to severe cancer pain. In
human, morphine is metabolized primarily to two glucuronide metabolites, M-3-G and M-6-G to bepharmacologically active. Thus, it is important to measure the plasma concentrations of M3G, M6G, andmorphine in order to more fully interpret pharmacodynamic / pharmacokinetic data obtained from patientstreated with morphine. Before any analgesic can be selected one must determine the analgesic requirement. An
accurate analgesic history will be helpful in determining the analgesic dose. The needs of the patient will dictate
the route or desired interval. As always, therapy should be individualized to specific patient requirements. Drugselection should be based on established evidence.

はじめに1986 年に「WHO 方式がん疼痛治療法」が公表されて以来、モルヒネはがん疼痛治療薬の主軸として頻用されているが、体内動態と薬理作用の関係については不明な点が多く、また個体差が大きいことなどからモルヒネ投与量の設定が難しいとされている。その一つの要因として、肝・腎機能の変化や、サードスペース（腹水・胸水等）による血中濃度低下および鎮痛有効濃度の上昇が、患者個々の癌の進行に伴う病態の変化によって大きく異なるためと考えられる。したがって、モ
ルヒネによるがん疼痛治療は、患者個々の状況・状態の的確な把握が必要であり、痛みの感じ方は個体差があるため、それを患者の主観と客観の側面から確認し総合的に評価する必要がある。
患者の主観は、昨年報告した薬剤管理指導業務の標準化と効率化を図るために作成したアセス
メントツールを使用することで評価が可能である。
患者の客観的指標は、モルヒネの血中濃度を測定することにより科学的根拠として評価することが可能であるが、血中モルヒネ濃度の簡易測定がないため臨床の現場では治療的薬物モニタリ
ング（TDM）が困難である。
そこで本研究ではモルヒネの体内動態及び鎮痛効果について評価を行うために、がん性疼痛治療の最適化、至適投与法における科学的方法論の確立について検討したので報告する。

痛みの評価方法
治療方法の選択や治療効果を確認するためには、痛みの部位、性質や強さを判定し、患者ごとに異なる複雑な痛みを正確に評価することが必要となる。
当薬剤科では、薬剤管理指導業務を行う際に下記のアセスメントツールを活用することにより痛みや副作用状況の評価を行っている。また、服薬指導を通して患者が抱えている不安軽減に努めている。
アセスメントツール○痛みに関する問診票：
患者の疑問や不安を把握する。
○疼痛記録用紙：
医師・看護師へ、服薬指導で得られた除痛効果や副作用の初期症状の確認などの情報を提供する。
○服薬日誌：
フェイススケールを用いて痛みの程度や副作用症状について患者自身が記入するものであり、痛みの部位、性質や強さを判定する。

血中濃度測定法
がん性疼痛治療は、時間の経過とともに疼痛の性質や程度が大きく変化するため、患者の痛みの訴えや症状によりモルヒネの処方設計を行うのが基本となる。しかし、処方内容を変更する場合の判断基準や増量・減量等の程度については、医師の経験や勘によるところが大きく、科学的根拠に基づいているとは言い難い。また、モルヒネの主代謝物であるmorphine-3-glucuronide (M-3-G)及び 活 性 代 謝 物 で あ る morphine-6-glucuronide(M-6-G)は、腎機能障害により蓄積することが認められおり、意識障害やせん妄などの副作用が生じるといわれている。（１）
そこで我々は、モルヒネおよびその代謝物（M-3-G、M-6-G）の体内動態を把握するために臨床で利用可能な簡便かつ精度の高い測定法を
高速クロマトグラフィー（HPLC）を用いて検討した。

（２）検出条件
カラム：
CAPCELL PAK SCX UG 80
2.0 mm × 150 mm
移動相：50mM KH2PO4 （H3PO4 を加えpH 3.0 に 調整）：acetonitrile＝ (40:60)
流速:0.2 mL／min
注入量:50 µL
検出波長:210 nm

ABS（１）前処理方法
試料血清 1mL に 0.5N 過塩素酸 0.3mL を加え撹拌後、あらかじめメタノール 1mL および水 1mL
でコンディショニング及び平衡化した
Waters ,Oasis HLB に、試料血清の上清 1mL を流す。その後、水 1mL で洗浄後、メタノール：水＝１：１の溶液 1mL で抽出し、50℃の恒温槽中で窒素ガスにて蒸発乾固し、得られた残渣にHPLC の移動相 100µL で溶解後 50 µL を試料溶液とした。（Fig1）

２
B

A

１

３

Oasis HLB Extraction Method（Fig1）

Condition
1mL MeOH
Equilibrate
1mL Water
min

Load
1mL Sample
Peaks:Wash
1mL Water

1 Morphine-6-glucuronide
2 Morphine-3-glucuronide
3 Morphine

Chromatogram of plasma extracts :Elute1mL 1:1 MeOH:Water
Evaporate eluantunder nitrogen
Sample injected 50μLA) BlankB) Spiked Sample

モルヒネとその代謝物の体内動態
モルヒネは、主としてM-6-G、M-3-Gに代謝され、血中濃度の各濃度比は約１：４：８の割合で出現することが知られている。鎮痛効果は、
M-3-Gで認められないが、M-6-Gでは強い鎮痛効
果を有することが認められている（２）。
モルヒネは生理的pHにおいてイオン化しているため血液脳関門（BBB）通過性が悪く脳内にはごく少量しか移行しない。また、M-6-G、M-3-Gは水溶性に代謝されているため、BBBの通過はモ
ルヒネより低いと考えられ、ラットを用いたBBB
透過性の実験ではM-6-Gの脳内取り込みはモル
ヒネの 1/32 であると報告されている（3）。
M-6-Gは脳内において、中枢移行したモルヒネの代謝により産生されることが報告されており（4）、モルヒネ中枢鎮痛に大きく関与していることが示唆される。しかし、M-6-GはBBB透過性が悪いため、血中濃度と中枢鎮痛効果の関係が低い
ことが予想される。
一方、高脂溶性の薬物にもかかわらず BBB 透過性の低い化合物がある。例えば抗癌剤のビンク
リスチンや免疫抑制剤のシクロスポリンがあり、これらの薬物は P-糖蛋白質の基質となる。P-糖蛋
白質は多剤耐性化した腫瘍細胞から発見された
薬物排出ポンプであり、細胞内から能動的な汲み出し機構により抗癌剤の蓄積量を減少させ、最終的に腫瘍細胞を耐性化させる。重要な特徴は、化学構造も作用機序もまったく異なる様々な抗癌剤に対して働くことである。近年、脳毛細血管内
皮細胞管腔側細胞膜に P-糖蛋白質が特異的に発現していることが明らかにされ、脳内あるいは血管内皮細胞内から種々の薬物を血管内腔側に汲み出すことにより、高脂溶性の細胞毒性物質の脳内侵入を積極的に制御していることが示唆されている。
モルヒネ及びその代謝物の M-6-G も P-糖蛋白
質の基質となる。
Patrickらは、モルヒネのラット腹腔内持続投与
により、遊離型モルヒネの血中濃度は3日目以降定常状態になるが、脳内モルヒネ濃度は3日目以降徐々に低下し、それに伴って鎮痛効果も減弱す
ることを報告した（5）。そこで、Aquilanteらは、ラットにモルヒネを反復投与し、Westernblot法に従い脳内P-糖蛋白質発現量を測定したところ、モ
ルヒネ反復投与群は対象群に比しP-糖蛋白質が約2倍強く発現することを明らかにした（6）。すな
わち、モルヒネ反復投与によりP-糖蛋白質が誘導され、それがモルヒネの耐性形成に関与する可能性が考えられる。しかし、臨床上モルヒネは、1日あたりの投与量として10ｍｇからｇ単位におよぶほど広範囲に投与され、鎮痛効果を有することから、モルヒネはP-糖蛋白質の基質になるが、親和性は低いことが考えられる。しかし、癌患者の多くは抗癌剤による化学療法を受けている場
合が多く、これら薬剤によるP-糖蛋白質の活性の変化が考えられることや、難治性疼痛患者のようにモルヒネの大量投与においては、その投与量、血中のモルヒネ代謝物量及び併用薬を考慮に入れた、作用部位である中枢移行量を予測することが重要である。今後、M-6-G及びP-糖蛋白質を含めた評価が検討課題である。

有害事象と代謝物
M-6-G、M-3-Gは腎排泄されるため、腎機能が低下すると蓄積傾向が認められる。
特にM-6-Gはモルヒネと同様、P-糖蛋白質の基質となることから両薬物間の相互作用による薬物動態変化が予測される。
実際、腎機能障害によるモルヒネ代謝物の蓄積から、意識障害や、せん妄等の副作用が生じやす
いことが報告されている（1）。
したがって、モルヒネ服用患者の有害事象においては M-6-G の薬物動態を評価し、その因果関係についても検討を行わなければならない。また、
最近、がん性疼痛の鎮痛剤としてフェンタニルパ
ッチ及びオキシコドンの徐放製剤が承認され本邦においてもオピオイドローテーションが可能となった。そこで、モルヒネ不耐性対策にオピオ
イドローテーションを組み込むため、当薬剤科ではモルヒネの血中濃度解析を基に処方設計への支援につなげて行きたいと考えている。

結果・考察
がん性疼痛患者におけるモルヒネの至適投与量の設定を目指し、患者の主観的および客観的な病態を把握するために、アセスメントツールの作成およびモルヒネの血中動態の測定法を確立した。臨床現場において、リアルタイムに測定しなければならないことから以下の点を工夫した。
1. Waters , Oasis HLB は、従来の C18 カートリ
ッジに比べ再現性・回収率が高く、また減圧吸引装置による影響が無いため、抽出時間の短縮が可能となり、前処理に要する時
間は約 20 分となった。
2. イオン交換カラム使用により、生体成分の夾雑物の影響がなく、モルヒネとその代謝物の分離が可能となった。また、カラム内

径が 2.0 mm×150 mm であるため溶媒消費量が低減でき、高感度に測定が出来るようになった。
また、本研究は院内での倫理委員会にも承認されており、患者への同意書中の説明者欄に担当医師の他、担当薬剤師の署名欄を設け、薬剤師からも疼痛治療の説明を行うこととなった。このことは、服薬指導による疼痛管理から、さらに科学的根拠に基づいた疼痛管理へと、その質的向上に対する期待が大きいことを意味していると考えられる。
現在、これらの得られた知見から臨床症状及びモルヒネの体内動態の個体内変動を考慮した処方の個別化について検討中である。

引用文献
１） Osborne RJ, Joel SP, Slevin ML:.Morphine
intoxication in renal failure: the role ofmorphine-6-glucuronide.Br Med J (Clin Res Ed).
1986 Jun 14;292(6535):1548-9.
２） Paul D, Standifer KM, Inturrisi CE, Pasternak
GW.: Pharmacological characterization ofmorphine-6 beta-glucuronide, a very potent
morphine metabolite. J Pharmacol Exp Ther.
1989 Nov;251(2):477-83.
３） Wu D, Kang YS, Bickel U, Pardridge WM.:
Blood-brain barrier permeability to morphine6-glucuronide is markedly reduced comparedwith morphine. Drug Metab Dispos. 1997
Jun;25(6):768-71.
４） Samuelsson H, Hedner T, Venn R,
Michalkiewicz
A.:
CSF
and
plasmaconcentrations of morphine and morphine
glucuronides in cancer patients receiving
epidural morphine. Pain. 1993 Feb;52(2):179-85.
５） Patrick GA, Dewey WL, Huger FP, Daves ED,
Harris LS.: Disposition of morphine inchronically infused rats: relationship toantinociception and tolerance. J Pharmacol Exp
Ther. 1978 Jun;205(3):556-62.
６） Aquilante CL, Letrent SP, Pollack GM, Brouwer
KL.: Increased brain P-glycoprotein inmorphine tolerant rats. Life Sci. 2000;66(4):PL47-51.

末梢性神経因性疼痛における薬物の効果−薬理学的疼痛機序判別試験の結果から
林田眞和*，有田英子，関山裕詩，斎藤雄一郎，碓井久子
目野亜希，澤村成史，折居亮，矢島直，花岡一雄
東京大学医学部附属病院麻酔科・痛みセンター*現・東京大学医科学研究所附属病院手術部

Drug challenge tests in neuropathic pain
Masakazu Hayashida, Hideko Arita, Hiroshi Sekiyama, Yuichiro Saito, Hisako Usui
Aki Meno, Shigehito Sawamura, Ryo Orii, Choku Yajima, Kazuo Hanaoka
Department of Anesthesiology and Pain Relief Center, The University of Tokyo Hospital*Surgical Center Research Hospital, Institute of Medical Science, The University of Tokyo
Summary:

Neuropathic pain is frequently refractory to a variety of therapies. We performed drug

challenge tests (DCT) with various drugs including morphine, ketamine, lidocaine, thiopental,
phentolamine, and ATP in 37 patients with peripheral neuropathic pain to differentiate mechanisms
underlying the neuralgia and hopefully, to identify potentially effective therapeutics. Pain scale wassignificantly decreased with 5 drugs other than phentolamine. The reduction in pain scale appeared to begreater with ketamine, ATP and morphine than with other 3 drugs, and responders to ketamine weregreater in number than those to other drugs. These results indicate that in patients with peripheral
neuropathic pain ketamine can be the first drug of choice, and that ATP and morphine may be also
effective albeit in a more limited number of patients.

緒言

対象と方法

ペインクリニックで扱う慢性疼痛の多くは1997 年から 2001 年までの最近５年間に、帯神経因性疼痛であるが、これらの中には通常状疱疹、手術や外傷などによる末梢性神経損の薬物や神経ブロックによる治療に抵抗性傷に続発して発生した神経因性疼痛に対しを示すものが少なくない。このような難治性て少なくとも 1 種類の薬物による DCT を施疼痛の発生機序を判別し、適切な治療法を見行された 37 症例(年齢 24-86 歳、平均 54.9±19.1

出すために薬理学的な疼痛機序判別試験

歳、男性 19 症例)を対象とした。神経因性疼（Drug challenge test : DCT）が施行されてい痛の内訳は、帯状疱疹後神経痛(n=14)、腕神

1)2)。今回は、種々の末梢性神経損傷に続発

経叢引き抜き損傷後の慢性痛(n=5)、四肢の手して発生した神経因性疼痛の患者において術/外傷後の慢性痛/カウザルギア(n=10)、頭部

６ 種 類 の 薬 物 に よ る Drugchallenge testや胸部の手術後の慢性痛(n=4)、および膠原病(DCT）を施行し、各薬物の鎮痛効果を検討しに伴ういずれかの四肢のカウザルギア(n=4)

た。

であった。同じ慢性痛でも椎間板ヘルニアやる脊柱管狭窄症などに伴う、あるいはその術後最後の偽薬投与の 5 分後、すなわち最初のの慢性腰下肢痛は、脊柱管内に神経の炎症性実薬投与直前の VAS（PostNS VAS）を Control

癒着など痛みの原因となる何らかの形態学とし、実薬投与後の VAS 最低値を実薬投与後的/病理学的変化の認められることが多いた

VAS (PostD VAS) として、これの Control に対め、今回の検討対象に含めなかった。

する割合(％Control)を算出した。

複数の薬物によるDCTを受ける場合、少な各薬物の有効性は、PostD VAS が Control

くとも一日以上の間隔を空けて別の日に各に比べ有意に減少したかどうかで判定する

薬物のテストを行った。各テスト薬の投与プとともに、個々の症例においては実薬投与後

2)

ロトコールを表 1 に示す 。概ね偽薬(生理的に VAS が 半 分 以 下 に 減 少 し た 症 例 ( ％食塩水：NS)を 5 分間隔で 2 回投与した後、Control≤50%) を有効と判定し、さらに有効例

実薬を何回かにわたって 5 分間隔で分割投与の中でも VAS が 20%以下にまで減少した症した。その間、Visual analogue scale (VAS：０

例 (％Control≤20%) を著効と判定した。

mm=無痛，100mm=想像できる最強の痛み)に

データは Mean±SD で表示した。全体におよる疼痛スコアを、最初のNS投与前(PreNS)、

ける VAS の変化は、繰り返し測定における偽薬または実薬各回投与 1 分後と 5 分後、さANOVA および要すれば Bonferroni-Dunn 検定

らに最終実薬投与後 30 分後と 1 時間後、おを追加して検討し、有効例あるいは著効例のよび鎮痛作用の持続が見られた場合は、その数はカイ二乗検定で比較検討した。P<0.05 を後も適宜測定した。

統計学的有意と判定した。

表 1 薬理学的疼痛機序判別試験(DCT)の薬物投与プロトコール
ATP 以外の各ステップは 5 分間隔で施行．NS=生理的食塩水．
テスト薬

薬物投与プロトコール

Morphine (M)(1)NS(2)NS (3) M:3mg(4) M:3mg(5)M:3mg

Ketamine (K)(1)NS (2)NS (3) K:5mg(4)K:5mg(5)K:5mg

Lidocaine (L)(1)NSThiopental (T)(1)NS (2)NS (3) T:50mg(4)T:50mg

Phentolamine (P)(1)NS(4)P:5mg

ATP(1)NS を 1 時間持続点滴 (2) ATP を 50-100µｇ/kg/min の投与速度で 3 時間(6)M:3mg(7)M:3mg(2)NS (3) L:1mg/kg (4)L:1mg/kg/30min 持続静注
(2)NS (3) P:5mg(5)T:50mg(5)P:5mg結果
37 症例のうち 28、33、26、25、22、７症

上(80%未満)の VAS 低下を認めたが、全体の例がそれぞれモルヒネ、ケタミン、リドカイ

VAS 平均値はいずれの DCT においても偽薬

ン、チオペンタール、フェントラミン、およ投与によっては変化しなかった。Control のび ATP の DCT を受けていた。各 DCT を施行

VAS 値に比べて、フェントラミンの投与後にした際の VAS の変化を表 2 に示す。偽薬の生は有意な VAS 変化は生じなかったが、モルヒ食投与後には、モルヒネテストを受けた 28

ネ、ケタミン、リドカイン、チオペンタール、

症例中 1 症例、およびフェントラミンテスト

および ATP 投与後には VAS が有意に減少しを受けた 22 症例中 2 例のみにおいて 50%以た。ケタミンは、フェントラミン、リドカイ

ンやチオペンタールなど他の薬物よりもした。ケタミンに次いでモルヒネと ATP の

VAS を大きく減少させ、有効例および著効例

VAS 減少が大きい傾向が見られ、モルヒネとの数が多かった。すなわちケタミンは約 2/3

ATP はそれぞれ約 1/3 および約半数の症例での症例において有効で、約 1/3 の症例におい有効と判定された。その他の薬物では VASてほとんど痛みが消失するほどの著効を示

減少も小さく、有効症例数も少なかった。

表 2 偽薬および実薬による Visual analogue scale (VAS)の変化
PreNS VAS =VAS before normal saline (NS) injections. PostNS VAS=VAS after the last NS injection and
immediately

beforetest

drug

injections.

PostD

VAS=theminimal

VAS

after

test

drug

injections. %Control=PostD VAS/PostNS VAS*!00. 有効例数=Number of patients in whom VAS decreased
by 50% or more (%Control≤50%). 著効例数= Number of patients in whom VAS decreased by 80% or more(%Control≤20%). *p<0.05 vs. Control (Post NS) VAS or 100±0%, #p<0.05 vs. Placebo NS, and L, T, Pp<0.05
vs. lidocaine, thiopental and phentolamine, respectively.
PreNS VAS

薬物

PostNS VAS

PostD VAS

(Control)%Control

有効例数

著効例数

(PostD/PostNS)

Morphine(n=28)

60.1±20.3

56.2±19.7

33.1±22.4*

58.1±32.0*

10/28#P

4/28＃

Ketamine(n=33)

64.4±16.961.5±16.8

31.8±23.3*

50.8±37.4*LP

20/33＃LTP

10/33＃TP

Lidocaine (n=26)57.6±19.8

55.1±19.4

44.0±23.9*90.3±74.7

5/26＃

3/26

＃

Thiopental (n=25)63.9±20.0

61.6±19.5

43.5±26.2*

70.6±35.0*

8/25

2/25

Phentolamine (n=22)61.1±23.1

55.2±21.8

50.0±24.7

91.1±31.1

2/22

1/21

54.2±34.0*＃

1/6

ATP (n=7)63.3±12.563.3±12.537.4±27.6*

4/7

および初期には著効を奏しても、繰り返し投与

考察するうちに効果が減弱し、次第に必要量が増加

今回の結果から、末梢性の神経因性疼痛におする症例が見られることである。

いては、ケタミンが最も有効性が高いことが示

ケタミンに次いで、モルヒネも症例によってされた。神経因性疼痛の成立には、脊髄レベルは神経因性疼痛に奏功することが示された。神での中枢性感作の成立が関与しており、これに経因性疼痛の成因は複数のメカニズムが関与し

3)

はNMDA受容体刺激が大きく寄与している 。

ており、特に帯状疱疹後神経痛においては中枢

このため神経因性疼痛においてNMDA受容体

性感作のみならずirritable nociceptorの存在も疼

アンタゴニストのケタミンが奏功する可能性は痛の発生に関与するとされる５)。このような例

高いと考えられる3)。テストでケタミンの有効性

ではnociceptorからの侵害刺激の伝達を遮断すが示唆された症例のうち疼痛強度の症例にはケる、モルヒネなどのオピオイド受容体アゴニス

タミン静脈内投与による治療を行うこともある

トが奏功する可能性がある。動物実験の結果か

が、これは外来では行いにくい。当施設では院

らは神経因性疼痛にオピオイドが効きにくいと内製剤であるケタミン舌下錠、あるいは内服用されているが、臨床上の神経因性疼痛にはオピ

4)のケタミンカプセルを処方している 。ケタミン

オイドが有効な場合も多い6)。そのような症例に治療の難点としては、不快感などの精神症状が対しては、ブプレノルフィン舌下錠/坐薬、モル強く投与に耐えない症例が少なからずいること、

ヒネ錠/坐薬、ペンタゾシン錠などによる治療を行っている6)。幸い疼痛の強い症例では、嘔気嘔

臨床応用.

吐や呼吸抑制などのオピオイドの副作用が出現

155-8，2002

しにくい印象がある。モルヒネなどµ-オピオイ

2)

有田英子，林田真和，花岡一雄．痛みの治療−薬物療法．Pharma Medica 21:41-7, 2003

ド受容体アゴニストでは耐性を生じる可能性があるが、最近フェンタニルパッチなど他のµ-ア

The 23rd JNRC Proceedings,

3)

Dickenson AH, Chapman V, Green M. The

ゴニストも利用できるようになり、オピオイド

pharmacology of excitatory and inhibitory

ローテーションがより行いやすくなった。

amino acid-mediated events in the transmission
and modulation of pain in the spinal cord. Gen

今回の結果からはATPが神経因性疼痛に有用

Pharmac 28: 633-8, 1997である可能性も示唆された。アデノシンが、脊髄のA1 受容体を介する神経調節作用を通して

4)

Arita H, Hayashida M, Hanaoka K, et al. The
use of ketamine capsules and sublingual

鎮痛効果を発揮し、臨床的な神経因性疼痛にも
7)８）。

ketamine in the treatment of intractable chronic

しかし、本邦ではアデノシンの製剤は市販されpain, Recent Views on Clinical Pain, Edited byていないため、代わりに市販されているATPのVarrassi G, Monduzzi Editore, Bologna, 2002,

製剤を利用している。ATPはどちらかといえば

323-326

奏功しうるとの報告はいくつか見られる

発痛物質として作用するとされるが、静脈内投5)-Piacentini AL, et al. Heterogenous patterns of

与された場合、血中で急激に分解されアデノシ
9)sensory dysfunction in postherpetic neuralgia

ンとして鎮痛効果を発揮すると考えられる 。
7)８）

ATPは、アデノシンと同様

suggest multiple pathophysiologic mechanisms.

、副作用も少なくAnesthesiology 92: 691-8, 2000

症例によっては 1 回の治療で数ヶ月以上持続す
る長時間の鎮痛効果を発揮することもあるので、

6)

神経因性疼痛患者において一度は試みるべき治有田英子，林田真和，矢島直，ほか．各種
慢性疼痛に対するモルヒネの効果−DCT

９）の結果から．The 23rd JNRC Proceedings,療法と考えられる 。

148-54，2002

リドカイン、チオペンタール、フェントラミ
ンは有効性が低いものの、テスト時の副作用もPappagallo M, Oaklander AL, Quatrano

7)

Sjolund KF, Belfrage M, Karlsten R, et al.

少なく、時に著効を示す症例も見られるので時Systemic adenosine infusion reduces the area of

間が許せば施行したほうがよいであろう。

tactile allodynia in neuropathic pain following
peripheral

injury:amulti-centre,

placebo-controlled study. Eur J Pain. 5: 199-207,

結語
末梢性の神経因性疼痛においては、他の薬物

nerve

2001
8)

Lynch ME, Clark AJ, Sawynok J. Intravenousに比べケタミン、モルヒネ、ATP が、特にケタ

adenosine alleviates neuropathic pain: a double

ミンが奏功する可能性が高いことが示された。

blind placebo controlled crossover trial using anenriched enrolment design. Pain 103: 111-7,

引用文献
1)

2003
9)

林田眞和，花岡一雄，福永篤翁．ATP とア

小川節郎．薬理学的疼痛機序判別試験(ドラデノシン．ペインクリニック 23: 1715-8,

ッグ・チャレンジ・テスト，DCT)の意義と2002

脊髄侵害伝達機構におけるビッグダイノルフィンの二相性効果
丹野孝一、江刺晶央、中川西修、新島富紀枝、只野武

東北薬科大学薬理学教室

Dual actions of big dynorphin on nociceptive transmission in the mouse spinal cord
Koichi Tan-No, Akihisa Esashi, Osamu Nakagawasai, Fukie Niijima, Takeshi Tadano
Department of Pharmacology, Tohoku Pharmaceutical University, Sendai Japan
Summary: The effect of big dynorphin (BD), a prodynorphin-derived peptide consisting of dynorphin A anddynorphin B, on nociceptive transmission in the mouse spinal cord was examined.

BD at an extremely low

dose (3 fmol) produced nociceptive behaviour which might be mediated through the activation of the NMDA
receptor ion-channel complex by acting on the polyamine modulation site. Inversely, BD at higher doses(30-300 pmol) produced a dose-dependent antinociceptive effect which might be through a close connection
between κ-opioid receptors and polyamine modulation site.

The data on dual actions of BD will be presented

in detail.

緒言

目的でプロダイノルフィン由来ペプチドのDyn
A、Dyn B およびDyn AとDyn BとがLys-Argで連ダイノルフィン A (Dyn A) やダイノルフィン

結されたビッグダイノルフィン (BD) をマウス

B (Dyn B) に代表されるダイノルフィン類をマのi.t. ヘ投与し行動薬理学的に検討を行った。まウスの脊髄クモ膜下腔内 (i.t.)1)あるいは脳室内2)

た、Dyn AやDyn Bとは異なり、BDの抗侵害作用へ投与した際、抗侵害作用を示すことは周知の事についての検討はなされていない。そこで、BD i.t.

実である。一方、ダイノルフィン類の抗侵害作用

投与時の抗侵害作用についてマウス・カプサイシとは対照的に、痛覚過敏やアロディニアなどの痛ン法5)を用い検討した。

覚異常3)および神経因性疼痛の維持4) に脊髄ダイ
ノルフィン系が促進的に関与していることが明

実験方法らかにされている。しかしながら、いかなる機序

体重 22-24 gのddY系雄性マウスを使用した。各で ダイノルフィン系が脊髄侵害伝達機構においペプチドはリンゲル液に溶解し、5 µL/mouseの割て促進的に関与しているのかは十分には解明さ

合で腰椎の 5 番と 6 番の間に無麻酔下で直接投与れていない。本研究では、この点を明らかにするした。侵害行動の測定項目は両後肢による下腹部

へ の scratching 、 後 肢 や 尾 部 へ の biting お よ び

Dyn A (2 nmol) の抗侵害作用は選択的κ受容体拮

licking行動で、これらの行動の持続時間をi.t. 投抗薬であるノルビナルトルフィミン (nor-BNI)

与直後からダイノルフィン類に関しては 15 分間、(10 mg/kg, s.c.) の 24 時間前処理によってほぼ完

ポリL-リジンに関しては 50 分間測定した。また、全に抑制された。一方、BD (300 pmol) の抗侵害

抗侵害作用はi.t. 投与 5 分後にカプサイシン法5)

作用は nor-BNI およびイフェンプロジルのいずにより検討を行った。すなわち、カプサイシン

れによっても抑制されなかったが、これら二種の(1.6 µg/20µL) を右後肢足蹠内へ投与した際に誘拮抗薬の併用によって有意に抑制された。

発されるlicking行動の持続時間をカプサイシン
投与直後から 5 分間測定した。

結果
1. ダイノルフィン類6)およびポリL-リジンの考察
本研究でBDおよびDyn Aは、それぞれ 3 fmol
および 300 fmolの極めて低用量において有意かつ顕著な侵害行動を発現することを見出した。し侵害行動

かしながら、同じプロダイノルフィン由来ペプチ

BD (3 fmol) 、Dyn A (300 fmol) およびポリ L-

ドのDyn Bは 1000 pmolの用量においても侵害行

リジン (12 および 36 pg) は対照のリンゲル液投動を発現しなかった。最近、我々はHeLa細胞に与群と比較し有意な侵害行動を誘発した。しかし

各種プロダイノルフィン由来ペプチドをトランながら、Dyn B は 1000 pmol の用量においても有スフェクションし、細胞毒性に及ぼす影響につい

意な侵害行動を誘発しなかった。BD (3 fmol) おて検討を行った結果、BDおよびDyn Aのみが細胞よびポリ L-リジン (12 pg) によって誘発される毒性を示し、その効力はBDの方が強力であるこ

侵害行動は NMDA 受容体イオンチャネル複合体と、またBDの細胞毒性はアポトーシスの誘導にのポリアミン調節部位の拮抗薬であるイフェン

起因することを明らかにしている7)。脊髄ダイノ

プロジル、NMDA イオンチャネル遮断薬である

ルフィン系が神経因性疼痛の維持に促進的に関MK-801 および NMDA 受容体の競合的拮抗薬で与している4)ことを考えると、HeLa細胞は神経細ある D-APV の i.t. 同時投与によっていずれも有胞ではないが、BDの細胞毒性が侵害行動の発現

意に抑制された。一方、NMDA 受容体イオンチの場合と同様にDyn Aよりも強力であることかャネル複合体グリシン調節部位の拮抗薬である

ら、神経因性疼痛においてBDはDyn Aよりも重要

7-クロロキヌレニン酸および非 NMDA 受容体拮な役割を担っている可能性が示唆される。

抗薬である CNQX は BD およびポリ L-リジン誘発性侵害行動に対して無影響であった。

BD 誘 発 性 侵 害 行 動 は イ フ ェ ン プ ロ ジ ル 、MK-801 およびD-APVによって有意に抑制された。一方、[3H]-イフェンプロジルとラット大脳皮2. BD および Dyn A の抗侵害作用

質膜標本との結合はスペルミン、スペルミジンやBD (30-300 pmol) および Dyn A (0.5-2 nmol) は

ポリL-リジンなどのカチオニック化合物によっ

いずれも用量-依存的な抗侵害作用を示した。

て阻害される8)。BDおよびDyn Aは構造中にそれ

ぞれ 10 個および 5 個の塩基性アミノ酸を含むカが密接に関連して発現されることが示唆された。

チオニックペプチドである。また、我々は極めて

引用文献

低用量のスペルミン (0.1 fmol-10 pmol) のi.t. 投
与がイフェンプロジル拮抗性の侵害行動を発現することを明らかにしている9)。本研究において、

1. Tan-No K. et al., Eur. J. Pharmacol., 314, 61-67(1996)

典型的なカチオニックペプチドであるポリL-リ

2. Tan-No K. et al., Brain Res., 891, 274-280 (2001)

ジンもイフェンプロジル拮抗性の侵害行動を発

3. Vanderah T.W. et al., J. Neurosci., 20, 7074-7079

現した。これらの結果から、BDは侵害行動を発(2000)

現した他のスペルミンやポリL-リジンと同様に

4. Wang Z. et al., J. Neurosci., 21, 1779-1786 (2001)

カチオニック化合物であることから、BDはこの

5. Sakurada T. et al., Neuropharmacology, 31,

ペプチドが有している陽性電荷のためNMDA受

1279-1285 (1992)

容体イオンチャネル複合体上のポリアミン調節

6. Tan-No K. et al., Brain Res., 952, 7-14 (2002)部位に作用し、その結果この複合体の機能が亢進

7. Tan-No K. et al., Exp. Cell Res., 269, 54-63 (2001)

して侵害行動を発現することが示唆された。また、

8. Hashimoto K. et al., Eur. J. Pharmacol., 266, 67-77

BD誘発性侵害行動の発現にはグリシン調節部位(1994)

および非NMDA受容体機構の関与はないことが9. Tan-No K. et al., Pain, 86, 55-61 (2000)

判明した。

10. Tan-No K. et al., Biogenic Amines “in press”

種々の実験系でポリアミンはポリアミン調節部位を介して低用量で促進的に、高用量では抑制的にNMDA応答を二相性に調節している。脊髄侵害伝達機構においても、侵害行動を発現するよりも高用量のスペルミン (2.5-10 nmol) が抗侵害作用を示し、この作用はイフェンプロジルによって抑制されることを見出している10)。このことから、
高用量のBDもイフェンプロジル拮抗性の抗侵害作用を示す可能性が推測されたが、BDの抗侵害作用はイフェンプロジルによって全く抑制されなかった。それどころか、BDの抗侵害作用はDyn
Aのそれとは異なりnor-BNIによっても抑制されなかった。しかしながら、イフェンプロジルと
nor-BNIの二種の併用によってBDの抗侵害作用は有意に抑制された。これらの結果から、BDの抗侵害作用はκ受容体およびポリアミン調節部位

モルヒネの耐性および身体的依存形成に及ぼすホルマリン疼痛負荷の影響—マウス血清コルチコステロンを指標とした検討—
清水典史、岸岡史郎
和歌山県立医科大学薬理学教室

Effects of formalin-induced pain on the development of tolerance to and physicaldependence on morphine in mice – Studies by serum corticosterone –Norifumi Shimizu, Shiroh Kishioka
Department of Pharmacology, Wakayama Medical University, Wakayama Japan
Summary: The present study was designed to investigate the effect of formalin-induced pain on thedevelopment of tolerance to and physical dependence on morphine in mice. A single injection of morphine
elicited serum corticosterone (CS) increase, dose-dependently. The morphine-induced increase in serum CS
was attenuated after chronic morphine treatment, indicating that tolerance was developed. Intraplantar
injection of formalin diminished the attenuation of morphine-induced serum CS increase due to chromic
morphine treatment. Serum CS was increased by naloxone-precipitated morphine withdrawal. The increase inserum CS was dependent on both injection period and dose of morphine, and on dose of naloxone, indicatingthat the naloxone-induced serum CS increase may be an useful index of the intensity of morphine withdrawal
in mice. Intraplantar injection of formalin inhibited the naloxone-induced increase in serum CS level. These
results suggest that formalin-induced pain suppresses the development of tolerance to and physicaldependence on morphine.

身体的依存形成に及ぼす疼痛の影響は不明であ緒言
モルヒネの投与により血漿コルチコステロン（CS）値が上昇し、この作用に耐性が形成される
1）。また、
モルヒネ禁断により血漿CS値が上昇し、その上昇度がモルヒネ禁断の強さ、すなわち、身る。そこで本研究では、モルヒネの血清CS上昇に対する耐性形成および血清CS上昇を指標とした
ナロキソン誘発禁断に及ぼすホルマリン疼痛負荷の影響をマウスを用いて検討した。

体的依存形成の強さに相関することが報告され

実験方法ている2）。一方、モルヒネの鎮痛作用に対する耐性形成および精神的依存形成（報酬効果）は疼痛
3,存在下で抑制されることが明らかにされている
4）。しかし、それ以外の作用に対する耐性および実験動物
実験には ICR 系雄性マウス（25-35 g）を使用した。

られた。また、モルヒネの反復投与量が多い程、耐性形成

強い耐性が形成された。

モルヒネを 1 日 1 回または 2 回 5-6 日間反復皮モルヒネ反復投与（10 mg/kg、1 日 2 回、6 日下投与した。反復投与最終日の翌日にモルヒネ

間）の 1 日目にホルマリンを 1 回処置することに10mg/kg を皮下投与し、その 60 分後の血清 CS 値

より、モルヒネの血清 CS 値上昇に対する耐性形を測定した。

成は抑制された。また、ホルマリンをモルヒネ反復投与（10 mg/kg、1 日 2 回、6 日間）の 1 日目

身体的依存性形成と 4 日目の 2 回処置した群では、1 日目に 1 回のモルヒネを 1 日 2 回 4-6 日間反復皮下投与した。反復投与最終日の翌日にナロキソン（5み処置した群に比し、耐性形成は強く抑制された（Fig. 1）。

mg/kg）を皮下投与し、その 30 分後の血清 CS 値を測定した。体重減少は、ナロキソン投与 1 時間
前から 1 時間後までの体重の変化率として求め

Fig. 1. Effect of intraplantar injection of formalinonthe development of tolerance to
N. S.

た。

p < 0.0150

疼痛負荷
疼痛を負荷した。対照群には生理食塩液 20µl を処置した。
血清 CS 値の測定
5)

ZenkerとBernsteinの方法に従い蛍光法に従って定量した。

結果
ホルマリン足蹠皮下処置
ホルマリンの足蹠皮下処置により血清 CS 値は上昇したが、120 分後には無処置群と同程度まで回復した。従って、本実験系において、血清 CS

Serum corticosterone (µg/dl)**

2%ホルマリン溶液 20µl を足蹠皮下に処置し、

**

40

##

**
#

*

30

20

10

0

(5)

(5)

(6)

(5)

(5)

(5)

(5)

(5)

Chronic
MOR
1st FORM
2nd -

-

-

-

+

+

+

+

+

-

+

-

-

+

+

-

-

+
-

+

-

-

+

+

-

+

+

+

MOR
Challenge-+

回 5 日間反復投与すると、モルヒネによる血清

morphine-induced
increaseinserum
corticosterone level in mice. Morphine (10mg/kg) was injected twice a day for 6 days.
Formalin was treated on day 1 (1st), or day 1(1st) and day 4 (2nd). On day 7, blood wascollected 60 min after morphine (10 mg/kg)
challenge. Each column represents the mean andvertical bar indicates the S.E.M. of 5-6 mice. Vs.
chronic saline + intraplantar saline + saline
challenge, *P<0.05, **P<0.01. Vs. chronicmorphine + intraplantar saline + saline challenge,#P<0.05, ##P<0.01. MOR: morphine. FORM:
formalin.
モルヒネ身体的依存形成に及ぼすホルマリン疼

CS 値の上昇は有意に抑制され、耐性形成が認め

痛負荷の影響の影響を除外するため、モルヒネの投与はホルマ
リン処置の 120 分後とした。ホルマリン処置による浮腫は処置後 4 日目においても認められた。
モルヒネの血清 CS 値上昇に対する耐性形成に及ぼすホルマリン疼痛負荷の影響
モルヒネの単回投与（2.5-40 mg/kg）により血清 CS 値は上昇し、その上昇度はモルヒネの投与
量に依存した。モルヒネ（10 mg/kg）を 1 日 2モルヒネ反復投与後、ナロキソン投与により血群では、1 日目のみ処置した群に比し、ナロキソ

清 CS 値は有意に上昇し、その上昇度は反復投与

ン誘発血清 CS 上昇は強く抑制された（Fig. 2）。

するモルヒネの投与量（10-40 mg/kg、1 日 2 回、4 日間）
、投与期間（40 mg/kg、1 日 2 回、3-7 日間）およびナロキソンの投与量（0.01-10 mg/kg）

考察
ホルマリン（2.5%、50µl）を足蹠皮下に処置すに依存していた。

ると、9 日間持続する痛覚閾値の低下が報告されている4)。本研究において、ホルマリン（2%、20µl）
処置により浮腫は少なくとも 4 日間持続した。一方、ホルマリン処置により血清CS値は上昇したが、
p < 0.0130n=6低下および浮腫の持続時間と比較すると、血清CS値の上昇は極めて短時間に消失した。

p < 0.01

25
Serum corticosterone (µg/dl)

ホルマリン処置 120 分後には消失し、痛覚閾値のp < 0.01

ホルマリンの足蹠内処置はモルヒネの血清CS上昇に対する耐性形成を有意に抑制し、この抑制

20はホルマリンの 1 回処置（1 日目）よりも 2 回処
15

置（1 日目および 4 日目）の方が強力であったことから、ホルマリン疼痛負荷はモルヒネの血清CS10上昇作用に対する耐性形成を抑制すると考えられた。一方、血清CS自身がモルヒネの鎮痛作用に5

対する耐性形成を抑制することが報告されてい
0
MOR
FORM
NLX

+

+

+

-

-

+
-

+
+

+
+

+
+

+

+

+

-

+

+
1st -

+
-

2nd -

-

Fig. 2. Effect of intraplantar injection offormalin on naloxone-induced increase inserum CS level in mice. Morphine (10 mg/kg)
was injected twice a day for 6 days. Formalin
was treated on day 1 (1st), or day 1 (1st) andday 4 (2nd). On day 7, naloxone (5 mg/kg) was
injected, and blood was collected 30 min after
naloxone. Each column represents the mean
and vertical bar indicates the S.E.M. of 6 mice.
MOR: chromic morphine. FORM: formalin.
NLX: naloxone.

る6）。本研究では、モルヒネの反復投与開始時には、すでにホルマリン処置による血清CS上昇が消失していたことから、ホルマリン疼痛負荷によるモルヒネの耐性形成の抑制には、血清CS以外の機序が関与していると考えられる。
ラットでは、モルヒネ禁断時の血漿CS上昇度はモルヒネの身体的依存強度の定量的指標となる可能性が報告されている2）。今回、マウスにおいてもナロキソン誘発禁断時の血清CS上昇度は、モルヒネの投与期間および投与量、ならびにナロキソンの投与量に依存していた。従って、マウスにおいても血清CS上昇はモルヒネ身体依存の強さの定量的指標となると考えられる。

モルヒネ反復投与（50、100 および 200 mg/kg、
1 日 2 回、それぞれ 2 日間）の 1 日目にホルマリンを 1 回処置することにより、ナロキソン誘発体
重減少および血清 CS 上昇は有意に抑制された。
ホルマリンをモルヒネ反復投与（10 mg/kg、1 日
2 回、6 日間）の 1 日目と 4 日目の 2 回処置した

モルヒネ反復投与開始 1 日目のホルマリンの足蹠内 1 回処置は、ナロキソン誘発禁断により惹起される血清 CS 上昇および体重減少を有意に抑制した。さらに、この血清 CS 上昇はホルマリン
1 回処置（1 日目）よりも 2 回処置（1 日目および 4 日目）の方が強く抑制した。従って、本実験モデルにおいても、疼痛負荷がモルヒネの身体的依存形成を抑制すると考えられた。
以上の結果は、疼痛を有する患者にモルヒネを投与しても、耐性および身体的依存が形成されないとする臨床報告に一致する。
本研究は、財団法人和歌山県医学振興会の研究助成（第共 11-15）を得て行われた。

引用文献
1) George R. Way EL. Studies on the mechanism of
pituitary-adrenal-activation by morphine. Br J
Pharmacol. 10: 260-264, 1955
2) Kishioka S. Nishida S. Fukunaga Y. Yamamoto H.

Quantitative properties of plasma corticosterone
elevation induced by naloxone-precipitatedwithdrawal in morphine-dependent rats. Jpn J
Pharmacol. 66: 257-263, 1994
3) Vaccarino AL. Marek P. Kest B. Ben-Eliyahu S.
Couret Jr LC. Kao B. Liebeskind JC. Morphinefails to produce tolerance when administered in
the presence of formalin pain in rats. Brain Res.
627: 287-290, 1993
4) Suzuki T. Kishimoto Y. Misawa M. Formalin- andcarrageenan-induced inflammation attenuates
place preferences produced by morphine,
methamphetamine and cocaine. Life Sci. 59:
1667-1674, 1996
5) Zenker N. Bernstein DE. The estimation of small
amount of corticosterone in rat plasma. J Biol
Chem. 231: 695-701, 1958
6) Vaccarino AL. Nores WL. Soignier RD. Olson RD.
The role of corticosterone in the blockade oftolerancetomorphine
analgesia
byformalin-induced pain in rat. Neurosci Lett. 232:
139-142, 1997

抗 悪 性 腫 瘍 薬 vincristine 誘 発 痛 覚 過 敏 発 現 に
お け る 脊 髄 NO-cGMP 経 路 の 関 与斎 藤 顕 宜 、 田 村 直 也 、 亀 井 淳 三
星 薬 科 大 学 薬 物 治 療 学 教 室

The possible involvement of spinal nitric oxide-cGMP pathway
in vincristine-induced painful neuropathy in miceA . S a i t o h , N . Ta m u r a , J . K a m e i
Department of Pathophysiology and Therapeutics, School of Pharmacy
and Pharmaceutical Sciences, Hoshi University
Summary: Several lines of evidence indicated that the vinca alkaloid
vincristine, a widely used chemotherapeutic agent, produces painful
peripheral neuropathy in humans. However, the mechanisms underlying thedevelopmentofvincristine-induced
painfulneuropathy
arepoorlyunderstood. Nitric oxide (NO)-guanosine 3’,5’-cyclic mono phosphate(cGMP) pathway has been reported to be involved in spinal transmission ofn o c i c e p t i v e i n f o r m a t i o n . T h u s , i n t h e p r e s e n t s t u d y, w e e x a m i n e d w h e t h e ralterations in spinal nociceptive processing via NO-cGMP pathway
c o n t r i b u t e t o v i n c r i s t i n e - i n d u c e d p a i n f u l n e u r o p a t h y i n m i c e . Vi n c r i s t i n e(0.125 mg/kg) was intraperitoneally administered twice a week for six weeks.
In vincristine-treated mice, a significant decrease in tail-flick latencies
developed at four weeks after treatment. Subcutaneous pretreatment with
L-arginine (30 – 300 mg/kg), a substrate of NO synthase, dose-dependently
increase the tail-flick latencies in vincristine-treated mice to the level thatobserved in naïve mice. The increase in tail-flick latencies induced by s.c.
pretreatment with L-arginine in vincristine-treated mice was reversed by i.t.
pretreatment with NG-nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME, 3 - 30 nmol),a n o n - s p e c i f i c N O s y n t h a s e i n h i b i t o r. F u r t h e r mo r e , i n t r a t h e c a l p r e t r e a t m e n t
w i t h 8 - b r o m o g u a n o s i n e 3 ’ , 5 ’ - c y c l i c m o n o p h o s p h a t e ( 8 - B r c G M P, 0 . 3 – 3 . 0nmol), a cell-permeable cGMP analog, dose-dependently increase thetail-flick latencies in vincristine-treated mice, but not in naive mice. These
results suggest that the dysfunction of L-arginine/NO/cGMP cascade maytrigger the vincristine-induced thermal hyperalgesia in mice.

緒言

急 性 白 血 病 や 悪 性 リ ン パ 腫 な
ど に 対 し て 、 抗 悪 性 腫 瘍 薬 と して 広 く 用 い ら れ て い る
vincristine は 、 そ の 副 作 用 と して 手 足 の 腫 れ や 痛 み な ど 、 有 痛
性 の 神 経 障 害 が 起 き る こ と が 報
告 さ れ て い る 。 し か し な が ら 、
こ れ ら に 対 す る 治 療 法 は 確 立 さ

れ て お ら ず 、 一 部 の 患 者 で は 、こ の 神 経 障 害 の 発 症 に よ り 、vincristine の 使 用 量 が 制 限 さ れて い る 。し た が っ て 、患 者 の Q O Lの み な ら ず vincristine の 治 療
効 果 を 向 上 す る も の と し て 、 この 神 経 障 害 の 改 善 が 期 待 さ れ てい る 。
脊 髄 に お い てnitric oxide(NO)-cyclic
guanosinemono-phosphate (cGMP) 経 路 は 痛 覚 情
報 伝 達 に 重 要 な 役 割 を 演 じ て い
る こ と が 報 告 さ れ て い る （ 1 - 2 ）。
マ ウ ス 坐 骨 神 経 損 傷 モ デ ル に お
い て 、 痛 覚 過 敏 を 誘 発 す る 用 量
よ り も 低 用 量 の NO の 供 与 体 あ
る い は 生 体 内 の NO 合 成 酵 素（ N O S ）の 基 質 で あ る L - a r g i n i n eの 髄 腔 内 投 与 な ど に よ り 、 侵 害
受 容 閾 値 の 低 下 の 改 善 が 認 め られ る （ 1 ）。
ラ ッ ト に vincristine を 反 復 投
与 す る こ と に よ り 熱 刺 激 あ る いは 機 械 刺 激 に 対 す る 感 受 性 の 亢
進 、 す な わ ち 痛 覚 過 敏 が 認 め ら
れ る こ と が 報 告 さ れ て い る （ 3 ）。
し か し な が ら 、 vincristine 誘 発
痛 覚 過 敏 の 発 現 に お け る 、 脊 髄
NO-cGMP 経 路 の 役 割 に つ い ての 詳 細 な 検 討 は な さ れ て い な い 。
そ こ で 本 研 究 で は 、 マ ウ ス に お
い て 認 め ら れ る vincristine 誘
発 痛 覚 過 敏 に お け る 脊 髄
NO-cGMP 経 路 の 関 与 に つ い て
検 討 し た 。

実験方法
1. 使 用 動 物
実 験 に は 4 週 齢 の ICR 系 の雄 性 マ ウ ス を 用 い た 。Vi n c r i s t i n e
は 初 回 投 与 量 を 0.05 mg/kg とし て 腹 腔 内 投 与 し 、 以 降 、 0.125
mg/kg の 用 量 で 週 2 回 、 6 週 間
腹 腔 内 投 与 し た 。 溶 媒 で あ る 生
理 食 塩 水 を 同 様 に 投 与 し た マ ウ
ス を 対 照 群 と し た 。
２ ． 侵 害 受 容 閾 値 の 測 定
侵 害 受 容 閾 値 の 測 定 は
tail-flick 法 に 従 い 測 定 し た 。
L-arginine (30 – 300 mg/kg or 30 –300 pmol) は 侵 害 受 容 閾 値 測 定の 60 分 前 、 10 分 前 に そ れ ぞ れ

皮 下 投 与 あ る い は 髄 腔 内 投 与 した 。 L-NAME (3 – 30 nmol)お よ び
1H-[1,2,4]oxadiazolo[4,3a]quinox
alin-1-one (ODQ, 30 – 300 pmol)
は L-arginine の 皮 下 投 与 10 分 前に 髄 腔 内 投 与 し た 。 8-Br-cGMP(0.3 – 3.0 nmol) は 、 侵 害 受 容 閾
値 測 定 の 10 分 前 に 髄 腔 内 投 与
し た 。
３ ． マ ウ ス 脊 髄 内 NO 代 謝 物 お
よ び cGMP の 定 量
脊 髄 内 一 酸 化 窒 素 代 謝 物 (NO2
／ NO3)は 、 氷 冷 下 に て マ ウ ス 脊
髄 を 摘 出 後 、6 倍 量 の メ タ ノ ー ル
中 に て ホ モ ジ ナ イ ズ し 、 遠 心 分
離 (10000g ×10min) 後 、 上 清 を 酸
化 窒 素 分 析 シ ス テ ム (エ イ コ ム 社
製 、E N O - 2 0 ) に て 測 定 し た 。ま た 、脊 髄 内 c G M P 量 は 、氷 冷 下 に て マ
ウ ス 脊 髄 を 摘 出 後 、2 倍 量 の ト リ
ク ロ ロ 酢 酸 中 に て ホ モ ジ ナ イ ズ
し 、 遠 心 分 離 (700g×15min)後 、上 清 を ラ ジ オ イ ム ノ ア ッ セ イ キ
ッ ト ( Ya m a s a , Y S I - 7 7 2 0 ) を 用 い 測
定 し た 。

結果

1. マ ウ ス 侵 害 受 容 閾 値 に 及 ぼ す
vincristine の 反 復 投 与 に よ る
影 響
Vi n c r i s t i n e 処 置 群 に お い て 、
投 与 開 始 4 週 目 に 侵 害 受 容 閾
値 の 有 意 な 低 下 が 認 め ら れ た 。
な お 、 こ の 熱 刺 激 に 対 す る 痛 覚
過 敏 は 、 投 与 開 始 後 6 週 目 ま で
認 め ら れ た （ F i g . 1 ）。
２ . Vincristine 誘 発 侵 害 受 容 閾
値 の 低 下 に 及 ぼ す L-arginineの 影 響Vi n c r i s t i n e 処 置 群 に お け る 侵
害 受 容 閾 値 の 低 下 は 、 NOS の 基

質 で あ る L-arginine の 皮 下 投 与
あ る い は 髄 腔 内 投 与 に よ り 、 対
照 群 マ ウ ス と 同 程 度 に ま で 改 善
さ れ た 。ま た 、L - a r g i n i n e の 皮 下
投 与 に よ る 侵 害 受 容 閾 値 の 上 昇
は 、非 選 択 的 N O S 阻 害 薬 で あ る
L-NAME の 髄 腔 内 投 与 に よ り 有
意 に 抑 制 さ れ た（ F i g . 2 ）。ま た 、グ ア ニ ル 酸 シ ク ラ ー ゼ 阻 害 薬 で
あ る ODQ の 髄 腔 内 処 置 に よ って も 同 様 に L-arginine の 効 果 は
抑 制 さ れ た 。ま た 、c G M P の 誘 導
体 で あ る 8-bromo-cGMP の 髄 腔
内 投 与 に よ り 、 vincristine 処 置
群 に お け る 侵 害 受 容 閾 値 の 低 下は 用 量 依 存 的 か つ 有 意 に 改 善 され た 。 一 方 、 溶 媒 処 置 し た 対 照
群 で は 、 8-bromo-cGMP を 処 置 して も 何 ら 影 響 が 認 め ら れ な か った （ F i g . 3 ）。

20

Vehicle-treated miceVincristine-treated mice

*
*

*

15

#

*

#

* #

10

*

5

0

saline saline

3

10

30

saline saline

salineL-arginine (300 mg/kg, s.c.)

3

10

30

L-NAME (nmol, i.t.)

L-NAME (nmol, i.t.)

L-arginine (300 mg/kg, s.c.)salineFig.
2:Effectsof
L-NAME,anon-specific NO synthase inhibitor, on
the effect of L-arginine on tail-flicklatencyinvincristineor
vehicle-treatedmice.
L-NAMEwasintrathecallyadministered
10
minbefore the s.c. injection of L-arginine.
The
experiments
were
conducted
6
weeks
after
vincristineorvehicletreatment. Each column represents themean with S.E. for 10 – 11 mice in eachgroup.
*P<0.05
comparedwiththerespective saline-saline-treated group.
#P<0.05 compared with the respective
saline-L-arginine-treated group.

20
Vehicle-treated mice20

Vincristine-treated mice*15

vehicle-treated mice*vincristine-treated mice

15

10
#

*

10

*

#

*

5

5
0

0
pre

1

2

3
4
Time (week)

5

6

Fig. 1: Time course of the effect ofvincristine on tail-flick latency in mice.
Mice were i.p. treated with vincristineat a dose of 0.05 mg/kg a day after them e a s u r e me n t o f p r e - d r u g l a t e n c y, a n dtreated with a dose of 0.125 mg/kg
twice a week until the final week of thesix-weeks study period. The control
group received an equal volume ofsaline. Each point represents the mean
with S.E. for 10 mice in each group.
*P<0.05
comparedwiththevehicle-treated group.

saline

0.3

1.0

3.0

8-Br-cGMP (nmol, i.t.)saline

0.3

1.0

3.0

8-Br-cGMP (nmol, i.t.)

F i g . 3 : E f f e c t s o f 8 - B r - c G M P, a c e l lpermeable cGMP analog, on tail-flicklatencyinvincristineor
vehicle-treated mice. 8-Br-cGMP was
intrathecallyadministered
10
minbefore testing. The experiments wereconducted 6 weeks after vincristine orvehicletreatment.
Eachcolumnrepresents the mean with S.E. for 10
mice in each group. *P<0.05 comparedwith the respective saline-treated group.
#P<0.05 compared with the respective
vehicle-treated group.

３ ．マ ウ ス 脊 髄 内 N O 代 謝 物 お よび cGMP に 及 ぼ す vincristine
反 復 投 与 の 影 響Vi n c r i s t i n e 処 置 群 の 脊 髄 内NO 代 謝 物 に つ い て 検 討 し た と こ
ろ 、 対 照 群 マ ウ ス に 比 べ 、 脊 髄
組 織 中 のNOの 代 謝 物
(NO2+NO3) の 有 意 な 減 少 が 認 め
ら れ た (Fig. 4) 。 さ ら に 、Vi n c r i s t i n e 処 置 マ ウ ス の 脊 髄 組
織 中 の cGMP の 濃 度 に つ い て も検 討 し た と こ ろ 、 溶 媒 処 置 群 に
比 べ vincristine 処 置 群 に お い て
有 意 な 減 少 が 認 め ら れ た (Fig. 4)。
A

15

10

*

5

0
B

Vehicle-treated miceVincristine-treated mice

250
200
*

150

び グ ア ニ ル 酸 シ ク ラ ー ゼ 阻 害 薬
で あ る ODQ の 髄 腔 内 へ の 前 処 置に よ り 有 意 に 抑 制 さ れ た 。 し たが っ て 、 vincristine 誘 発 痛 覚 過
敏 に 対 す る L-arginine の 改 善 効
果 は 、脊 髄 に お い て 増 加 し た N Oに よ っ て 活 性 化 を 受 け た グ ア ニル 酸 シ ク ラ ー ゼ が 関 与 し て い る
可 能 性 が 示 唆 さ れ た 。ま た 、c G M Pの 誘 導 体 で あ る 8-Br-cGMP の
髄 腔 内 投 与 に よ り 、 侵 害 受 容 閾
値 の 低 下 は 有 意 に 改 善 さ れ た 。
さ ら に 、脊 髄 組 織 中 に お け る N O
代 謝 物 お よ び cGMP の 濃 度 がvincristine 処 置 群 に お い て 有 意に 減 少 し て い た こ と か ら 、 脊 髄
NO-cGMP 経 路 の 機 能 低 下 が 明
ら か と な っ た 。
以 上 、 本 研 究 の 結 果 よ り 、vincristine に よ り 誘 発 さ れ る 痛
覚 過 敏 の 発 現 に 対 し て 、 脊 髄
NO-cGMP 経 路 の 機 能 低 下 が 関
与 し て い る こ と が 示 唆 さ れ た 。

100
50

引用文献

0
Vehicle-treated miceVincristine-treated mice

Fig. 4. The levels of NO metabolite
production (NOx: NO2＋ NO3) (A) and
cGMP
(B)
in
the
spinalcord
invincristine- or vehicle-treated mice.
Each column represents the mean with
S.E. for 14 mice (A) and 10 mice (B) ine a c h g r o u p , r e s p e c t i v e l y. T h e r e s u l t s
were
expressed
as
pmol
NOx
and
c G M P / mg t i s s u e , r e s p e c t i v e l y. * P < 0 . 0 5
comparedwiththerespective
vehicle-treated group.

考察

Vi n c r i s t i n e の 慢 性 処 置 に よ り 、
侵 害 受 容 閾 値 の 低 下 す な わ ち 痛
覚 過 敏 が 形 成 さ れ た 。 そ の 侵 害
受 容 閾 値 の 低 下 に 対 し て 、 NOSの 基 質 で あ る L-arginine は 改 善
効 果 を 示 し た 。 Vi n c r i s t i n e 処 置
群 の 侵 害 受 容 閾 値 の 低 下 に 対 する L-arginine に よ る 改 善 効 果 は 、NOS 阻 害 薬 で あ る L-NAME お よ( 1 ) S o u s a A M . a n d P r a d o WA .
(2001) The dual effect of anitric
oxide
donor
in
nociception. Brain Res., 897,
9-19( 2 ) Te g e d e r I . e t a l . ( 2 0 0 2 ) D u a leffects of spinally delivered
8-bromo-cyclic
guanosinemono-phosphate(8-bromocGMP)
informalin-induced
nociception in rats. Neurosci.
Lett., 332, 146-150
(3)
Aley
K.
et
al.
(1996)
Vi n c r i s t i n e h y p e r a l g e s i a i n t h e
rat:
a
model
of
painfulvincristine
neuropathyinhumans.
Neuroscience,
73,259-265

マウスの帯状疱疹痛と一酸化窒素
佐々木淳、高崎一朗、植田陽子、安東嗣修、野島浩史、倉石泰
富山医科薬科大・薬・薬品作用Acute herpetic pain and nitric oxide in miceAtsushi Sasaki, Ichiro Takasaki, Yoko Ueda,Tsugunobu Andoh,
Hiroshi Nojima, Yasushi Kuraishi
Department of Applied Pharmacology, Faculty of Pharmaceutical Sciences, Toyama Medical
and Pharmaceutical University, Toyama Japan.
Summary: Percutaneous inoculation with herpes simplex virus type-1 (HSV-1) brought about
herpes zoster-like skin lesions. These mice showed mechanical pain-related responses (tactile
allodynia and mechanical hyperalgesia), but not thermal pain-related response (thermal
hyperalgesia) althought partial ligation of sciatic nerve showed mechanical and thermal
pain-related responses in mice. The adrenergic neuron blocker guanethidine and thenon-selective α-adrenoceptor antagonist phentolamine did not affect the mechanical pain-related
responses although these agents suppressed the mechanical pain-related responses induced bypartial ligation of sciatic nerve. These results suggest the sympathetic nervous system may not be
involved in the mechanical pain-related responses of HSV-1 inoculated mice and the mechanismof pain-related responses is different between HSV-1 inoculation and surgical injury of sensory
neurons. NO production was increased in the spinal dorsal horn of HSV-1-inoculated mice.
Intrathecal injections of the non-selective NO synthase (NOS) inhibitor NG-nitro-L-arginine
methyl ester (L-NAME) and the selective NOS2 inhibitor S-methylisothiourea (SMT) inhibitedthe NO production and mechanical pain-related responses. The selective NOS1 inhibitor 7-nitro
indazole (7-NI) was without effect on mechanical pain-related responses. Immunoreactivity of
NOS2, but not NOS1, was increased in the spinal dorsal horn. NOS2-immunoreactive cells were
widely located in the spinal dorsal horn. These results suggest that the NOS2-NO pathway in thedorsal horn is involved in acute herpetic pain.

緒言

ヒトの帯状疱疹に類似した皮膚病変を生じたマウスが機械的アロディニアと機械

帯 状 疱 疹 は 水 痘・帯 状 疱 疹 ウ イ ル ス の 回

的 痛 覚 過 敏 を 生 じ る こ と を 見 出 し 、帯 状 疱

帰感染によって発症する有痛性の疾患で疹 痛 の モ デ ル マ ウ ス の 作 製 に 成 功 し た 1) 。

あ る 。そ の 痛 み は 激 し い 自 発 痛 と と も に ア帯状疱疹痛のメカニズムの詳細は明らか

ロ デ ィ ニ ア（ 触 刺 激 な ど の 非 侵 害 刺 激 に よ

で は な い が 、炎 症 性 疼 痛 と 神 経 因 性 疼 痛 のり 誘 発 さ れ る 痛 み ）を 特 徴 と す る 。帯 状 疱

両者が複雑にからみあっている疼痛と考疹痛のモデル動物の作製は困難とされてえ ら れ て い る 。生 体 内 に お い て 痛 み に 関 与

い た が 、当 研 究 室 で は 単 純 ヘ ル ペ ス ウ イ ル

すると報告されている物質は多くあるが、

ス I型 （ herpes simplex virus type-1, HSV-1）

炎症性疼痛と神経因性疼痛に共通して関をマウス後肢へ経皮接種することにより、与が示唆されている因子として一酸化窒

素 （ nitric oxide, NO） が あ げ ら れ る 。 そ こに 垂 直 に 曲 が る ま で 適 用 し 、そ の 時 の マ ウ

で 本 実 験 で は 、こ の モ デ ル マ ウ ス の 疼 痛 関スの反応を以下のように 3 段階にスコア化

連反応の特徴をマウスの坐骨神経部分結し た 。ス コ ア 0：反 応 な し 、1：後 肢 の 引 き紮 モ デ ル と 比 較 す る と と も に 、帯 状 疱 疹 痛

上 げ 行 動 、 2： 後 肢 の す ば や い 逃 避 反 応 、モデルマウスの疼痛関連反応における脊後 肢 の 振 り 動 作 、お よ び 刺 激 部 位 へ の 舐 め

髄内一酸化窒素の関与について検討した。

行 動 。こ れ を 6 回 繰 り 返 し 、そ の 平 均 値 を疼痛関連スコアとした。

実験方法
実験動物

薬物

雌 性 BALB/ｃ マ ウ ス 、C57BL/6J マ ウ ス（ 実Guanethidine（ 交 感 神 経 遮 断 薬 ）30, 60 mg/kg

験開始時 6 週齢）を用いた。

の用量で腹腔内投与
Phentolamine（ 非 選 択 的 αア ド レ ナ リ ン 受 容
体 遮 断 薬 ） 3, 10, 30 mg/kg の 用 量 で 腹 腔 内神経因性疼痛モデル
神 経 因 性 疼 痛 モ デ ル は Malmberg and投与

Basbaumの 方 法 に 従 い 、坐 骨 神 経 の 1/2−

N G -nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME，

1/3 を き つ く 結 紮 す る こ と に よ り 作 製 し た 。

非 選 択 的 NOS阻 害 薬 )11, 37 nmolを 脊 髄

反対側は坐骨神経を露出しただけで結紮

くも膜下腔内投与は 行 わ な い sham処 置 と し た 。

S-methylisothiourea (SMT， 選 択 的 iNOS

2)

阻 害 薬 ) 11, 37 nmol を 脊 髄 く も 膜 下 腔 内投与

帯状疱疹痛モデル
除毛したマウスの右後肢膝関節下部の角

7-nirtroindazole (7-NI，選 択 的 nNOS 阻 害

6薬 ) 11, 37 nmol を 脊 髄 く も 膜 下 腔 内 投 与質 層 を 乱 切 し ， そ の 部 位 に HSV-1（ 1×10
PFU） を 経 皮 接 種 し た 。

な お 、坐 骨 神 経 部 分 結 紮 モ デ ル は 結 紮 後 7− 14 日 目 、帯 状 疱 疹 痛 モ デ ル は ウ イ ス ル 接

疼痛関連反応の測定

種後 6 日目に薬物効果を検討した。

熱 的 刺 激 （ paw radiant heat 法 ）
後 肢 の 熱 的 痛 覚 過 敏 は 、 tail-flick test 装 置

脊 髄 後 角 で の NO 産 生

を 用 い た paw radiant heat 法 に よ り 測 定 しエ ー テ ル 麻 酔 下 で マ ウ ス を 断 頭 し た 後 ，脊た 。拘 束 下 マ ウ ス の 後 肢 足 蹠 に 一 定 強 度 の髄 腰 膨 大 部 を 摘 出 し ，HSV-1 接 種 側 と 非 接

輻 射 熱 を 照 射 し 、後 肢 の 逃 避 反 応 を 指 標 と種 側 に 分 け た 後 ，脊 髄 組 織 は さ ら に 前 角 とし て 、そ の 反 応 潜 時 を 測 定 し た 。輻 射 熱 の

後 角 に 分 け た 。後 角 に お け る NO産 生 量 は 、

強 度 は 、 無 処 置 下 で の 平 均 潜 時 が 約 10 秒

NO 代 謝 物 NO 2 - 産 生 量 を Griess 法 に よ り 測と な る よ う に 設 定 し た 。反 応 潜 時 は 3 回 測

定 す る こ と で 検 討 し た 。HSV-1 接 種 前 、接定し、その平均値を疼痛反応潜時とした。

種 後 4，6，8，10 日 に お け る NO 2 - 産 生 量 を
経 日 的 に 測 定 し 、ま た 接 種 後 6 日 目 に お い

機械的刺激て NO 2 - 産 生 に 対 す る NOS 阻 害 剤 の 効 果 を

後 肢 の 触 覚 ア ロ デ ィ ニ ア ，痛 覚 過 敏 の 測 定検討した。

に は 0.17g と 1.0g の 強 さ の von Freyfilament（ VFF）を 用 い て 行 っ た 。マ ウ ス を

脊 髄 後 角 で の NOS1, NOS2 タ ン パ ク 発 現

測 定 用 ケ ー ジ に 入 れ た 後 、VFF を 後 肢 足 蹠エ ー テ ル 麻 酔 下 で マ ウ ス を 断 頭 し た 後 ，脊髄 腰 膨 大 部 を 摘 出 し ，HSV-1 接 種 側 と 非 接に お い て 顕 著 な 発 現 誘 導 が み ら れ た 。ま た 、

種 側 に 分 け た 後 ，脊 髄 組 織 は さ ら に 前 角 と免 疫 染 色 法 を 用 い た 結 果 、 NOS2 免 疫 陽 性

後 角 に 分 け た 。HSV-1 接 種 前 、接 種 後 4，6，細胞が脊髄後角の広範囲で観察された。

8，10 日 に お け る 脊 髄 後 角 で の NOS1，NOS2

考察

タンパク発現をウエスタンブロッティン
グ 法 に よ り 経 日 的 に 検 討 し た 。ま た 、免 疫

本 研 究 よ り 、① 帯 状 疱 疹 痛 モ デ ル で は 坐 骨

染 色 法 を 用 い て 、 脊 髄 後 角 に お け る NOS2

神経部分結紮モデルでみられるような熱発現部位を観察した。

的刺激に対する疼痛関連反応はみられな

結果

い こ と 、ま た 、坐 骨 神 経 部 分 結 紮 モ デ ル の疼痛関連反応には交感神経が関与してい1、 帯 状 疱 疹 痛 モ デ ル マ ウ ス の 疼 痛 関 連 反る が 、帯 状 疱 疹 痛 モ デ ル に は 関 与 し て い な応の特徴

いという特徴があること②帯状疱疹痛にHSV-1 の 経 皮 接 種 に よ り 、マ ウ ス の 背 部 に

脊 髄 内 NOS2− NO 系 が 関 与 し て い る こ と

帯 状 疱 疹 様 の 皮 疹 が 出 現 し た 。こ れ ら の マが明らかとなった。

ウスは機械的刺激に対して疼痛関連反応（ 触 覚 ア ロ デ ィ ニ ア 、機 械 的 痛 覚 過 敏 ）を

引用文献

示 し た が 、熱 的 刺 激 に 対 し て は 疼 痛 関 連 反応（ 熱 的 痛 覚 過 敏 ）を 示 さ な か っ た 。一 方 、

1. Takasaki I, Andoh T, Shiraki K and

坐骨神経部分結紮モデルでは機械的刺激

Kuraishi

および熱的刺激に対して疼痛関連反応がinduced by herpes simplex virus type-1

観察された。また、交感神経遮断薬

infection in mice. Pain 86, 95–101 (2000)

guanethidine、非 選 択 的 αア ド レ ナ リ ン 受 容

2. Malmberg AB and Basbaum AI: Partial

体 遮 断 薬 phentolamine は 、坐 骨 神 経 部 分 結

sciatic nerve injury in the mouse as a model

紮モデルでみられる機械的刺激に対するof疼 痛 関 連 反 応 を 有 意 に 抑 制 し た が 、帯 状 疱neuroanatomical correlates. Pain 76, 215–222

疹痛モデルの疼痛関連反応は抑制しなか(1998)った。
2、 帯 状 疱 疹 痛 へ の NO の 関 与
HSV-1 接 種 側 の 脊 髄 後 角 で の NO 2 - 産 生 量が 、疼 痛 関 連 反 応 の 発 現 に 一 致 し て 増 加 がみ ら れ た 。 非 選 択 的 NOS阻 害 剤 L-NAMEと選 択 的 NOS2 阻 害 剤 SMTは 疼 痛 関 連 反 応 を
抑 制 し 、HSV-1 接 種 後 6 日 目 に お け る NO 2 産生も正常レベルまで抑制した。しかし、
選 択 的 NOS1 阻 害 剤 7-NIは 疼 痛 関 連 反 応 を
抑 制 し な か っ た 。脊 髄 後 角 に お け る NOS1、
NOS2 タ ン パ ク 発 現 を ウ エ ス タ ン ブ ロ ッ テ
ィ ン グ 法 で 検 討 し た と こ ろ 、 NOS1 発 現 に
変 化 が み ら れ な か っ た の に 対 し 、 NOS2 は疼 痛 関 連 反 応 が み ら れ る 接 種 後 6， 8 日 目

Y:Allodynia

neuropathic

pain:

and

hyperalgesia

behavioraland脊髄内 P2 プリン受容体による痛みの調節
中川貴之、張 楠楠、岡田麻衣子、福井真人、南雅文、佐藤公道

京都大学薬学研究科生体機能解析学分野

Pain modulation by spinal P2 purinoceptors
Takayuki Nakagawa, Nannan Zhang, Maiko Okada, Makoto Fukui, Masabumi Minami andMasamichi Satoh
Department of Molecular Pharmacology, Graduate School of Pharmaceutical Sciences,
Kyoto University, Kyoto, Japan

Summary: Recent studies revealed that ATP plays a role in facilitating peripheral pain transmission via
ionotropic P2X-purinoceptors, although little is known about the roles of spinal P2 purinoceptors. In the present
study, we examined the roles of spinal P2X- and metabotropic P2Y-purinoceptors in pain transmission in rats.
We found that i.t. administration of P2Y-purinoceptor agonists UTP and UDP produced rapid and short-lasting
analgesic effects in normal and neuropathic pain model rats. On the other hand, i.t. administration of ATP and
α,β-methylene-ATP, a P2X-purinoceptor agonist, caused rapid and short-lasting hyperalgesic and long-lastingtactile allodynic effects. The ATP-induced allodynia gradually developed, remained even 7 days after theadministration, and was inhibited by co-administration of P2X-purinoceptor antagonists and morphine. These
results suggest that spinal P2X- and P2Y-purinoceptors play opposite roles in pain transmission, and theATP-induced allodynia was likely to be due to P2X-purinoceptor-triggered neuronal plasticity.

緒言

くの報告がなされ、ATP や P2X 受容体アゴニス
トをラットあるいはマウスの後肢足底内へ投与すると、自発痛様行動、痛覚過敏反応、アロディ

Adenosine 5'-triphosphate（ATP）は、生体におニアなどの行動が惹起されることが報告されてけるエネルギー伝達体として数多くのエネルギ

いる 3,4)。これらの知見から、ATP は末梢においー代謝に関与しているだけでなく、近年では細胞て、おそらく一次感覚神経に発現する P2X3 ある間における情報伝達を担っていることが広く認

いは P2X2/3 受容体を介して痛みの発生に寄与し知されるようになった。ATP 受容体、すなわちていると考えられている。一方、脊髄におけるP2 プリン受容体は、チャネル内蔵型の P2X 受容P2 プリン受容体の痛みに対する役割に関しては、

体と G タンパク質共役型の P2Y 受容体に大別さ

末梢のそれと比較すると不明瞭な点が多く、特に

れるが

1)

、特に 1995 年にクローニングされたP2X3 受容体は、三叉神経節および脊髄後根神経

P2Y 受容体の関与を検討した報告はこれまでになかった。

節において比較的選択的に発現していることか

本研究では、脊髄における P2 プリン受容体のら、ATP の痛みへの関与が一躍注目されるように痛みに対する役割を明らかにするために、まず、2)なった 。これまでにも痛みに対する P2 プリン

痛みへの関与がほとんど明らかにされていない受容体の関与については、特に末梢において数多

P2Y 受容体に関して、そのアゴニストである UTP

および UDP を脊髄くも膜下腔内（i.t.）投与し、日間行い、薬物投与直前の 2 回の測定平均値をコ

侵害受容反応および神経因性疼痛に対する影響

ントロールとした。コントロール値測定後、直ちを検討した。さらに、ATP や P2X 受容体アゴニに薬物または vehicle を i.t.投与し、所定の時間後

ストを i.t.投与することにより惹起される疼痛関に検定を行った。

連行動のうち、特に未だそのメカニズムが明らかにされていないアロディニアに着目した検討を神経因性疼痛モデルの作製
神経因性疼痛モデルは、Seltzer らの方法に従行った。

って作製した。すなわち、エーテル麻酔下、右側

実験方法

坐骨神経を露出させ、坐骨神経の約 1/2 を強固に結紮した。坐骨神経露出後、結紮を施さなかった

実験動物

ものを sham 処置群とした。結紮前および結紮 7

Sprague-Dawley 系雄性ラット（体重 180− 250 g）− 9 日後、0.6 g（3.84 mN）の von Frey フィラメ
ントを用いてアロディニアを測定し、結紮 7− 9

脊髄くも膜下腔内（i.t.）投与
エーテル麻酔下でラットの背部皮膚を L2-L5

日後の処置側後肢のスコアが 10 点以上を示した動物を、以後の実験に使用した。

level の部位の棘突起に沿って剥離後、切開口を閉じた。翌日、傷口を切開し、薬物または vehicle
を 10 µl の用量で L3-L4 あるいは L4-L5 間の脊髄結果および考察

くも膜下腔内に 25 G のステンレス製注射針を用いて投与した。

1）脊髄内 P2 プリン受容体の侵害受容反応および神経因性疼痛に対する役割

検定方法
1. Paw pressure テスト

まず、正常ラットの機械的侵害受容閾値に対して、ATP およびその関連物質の i.t.投与が及ぼす機械的侵害受容閾値の測定は、 Randall-Sellitto

影 響 を 、 paw pressure テ ス ト に よ り 検 討 し た式圧刺激鎮痛効果測定装置を用いた paw pressure（Fig.1）。その結果、ATP（1-100 nmol）および

テストにより行った。すなわち、ラット右後肢のP2X 受容体アゴニストα,β−methylene-ATP（1-30背側表面に対し 32 g/s の速度で加圧し、後肢のnmol）の i.t.投与により、用量依存的に機械的侵撤去反応を発現させる閾値を測定した。

害受容閾値の有意な低下が見られた。また、それ

2. von Frey フィラメントテスト

らの作用は投与後 5-10 分で最大となり、30 分後アロディニアは von Frey フィラメントへのには消失するという比較的短いものであった。こ刺激による反応をスコア化することにより評価

れに対し、P2Y 受容体アゴニスト UTP（1-100

した。0.6 g（3.84 mN）のフィラメントをわずかnmol）および UDP（10-100 nmol）の i.t. 投与にに曲がる程度の強さで２− ４秒間、右後肢の足底

よって、機械的侵害受容閾値は用量依存的に有意にあてた。そのときの動物の反応を、０＝無反応、に上昇し、その作用はどちらも投与後 5-10 分で

１＝足をあげる、２＝跳びはねる、足を震わせる、最大となり、30 分後には消失するという比較的フィラメントや足を噛む、の３段階に点数化した。

短いものであった。しかしながら、それらの代謝

１回の検定につきフィラメントを 10 回あて、そ産物である UMP（100 nmol）および uridine（100の 10 回の施行の合計点（0− 20）をスコアとしてnmol）を投与しても、侵害受容閾値に有意な変化表した。

は見られなかった。

上記の検定において、1 日 3 回の馴化作業を 2

なお、UTP および UDP の i.t. 投与による運動

Fig.2 Effects of i.t. administration of UTP and UDP on thetactile allodynia induced by sciatic nerve-ligation in the vonFrey filament test in the neuropathic pain model.
Drugs or vehicle were i.t. administered to sham-operated (sham)and sciatic nerve-ligated rats (SNL), respectively, at time 0.
Allodynic scores are the sum of the scores for ten applications,each of which was scored as 0, 1 or 2, as described in Methods.
The values are presented as the mean ± S.E.M. (n=5-6).
*P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001 compared with thevehicle-treated groupを示すことが知られている。そこで、ラット脊髄後角および後根神経節における P2Y2, P2Y4 および P2Y6 受容体 mRNA の発現を RT-PCR 法によFig.1
Effectsofi.t.
administrationofATP,
α,β-methylene-ATP, UTP, UDP, UMP and uridine on themechanical nociceptive threshold of normal rats in the paw
pressure test.
(A) Drugs were i.t. administered at time 0. The mechanicalnociceptive threshold of each animal before the i.t. administration
served as the control value (100%). (B) The magnitudes of theeffects of ATP, α,β-methylene-ATP, UTP, UDP, UMP and uridine
are presented as the AUC values from 0 to 30 min after i.t.
administration. The AUC value of vehicle-treated group was
assigned as a value of 100%. These values are presented as themean ± S.E.M. (n=6). *P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001 comparedwith the vehicle-treated group

り検討した。その結果、いずれの部位においても全ての P2Y 受容体サブタイプ mRNA の発現が確認された。これらの結果から、脊髄内 P2Y2/4/6受容体の活性化が、P2X 受容体とは反対に、抗侵害受容作用を示すことを示唆される 5)。
次に、神経因性疼痛モデルとして、坐骨神経部
分結紮により生じるアロディニアに対して、UTP
および UDP の i.t.投与が与える影響を、von Frey
フィラメントテストにより検討した（Fig.2）。手機能に対する影響を inclined plane test により検討

術前では、フィラメント刺激に対する反応は観察したが、どちらも有意な変化は見られなかった。

されなかった。 坐骨神経部分結紮により、手術

このことから、UTP および UDP による抗侵害受７日後には処置側後肢においてアロディニアの容作用は運動機能の低下による二次的なもので誘発が認められた。このアロディニアは UTP（30はなく、痛覚の抑制により誘発されたと推論でき

および 100 nmol）および UDP（30 および 100

る。

nmol）の i.t.投与により抑制され、その作用はど

UTP は P2Y 受容体のうち、P2Y2 および P2Y4

ちらも投与後 10 分をピークとし、投与後 45 分ま受容体に、また UDP は P2Y6 受容体高い選択性

でには消失した。一方、 sham 処置群では、手術後７日目においてもアロディニアは認められず、

ロディニアは、ATP と同時に、P2 プリン受容体

薬物投与による影響も見られなかった。これらのアンタゴニストである、suramin（30 nmol）およ

結果は、脊髄内 P2Y2/4/6 受容体は神経因性疼痛モ

び PPADS（30 nmol）により有意に拮抗された。

デルにおけるアロディニアの誘発に対しても緩

これらの結果から、ATP により誘発される長期持5)和作用を有することを示している 。

続性のアロディニアは、脊髄内の P2X 受容体の以上の結果から、脊髄における P2 受容体は痛活性化が寄与していることが示唆される。また、みに対して、 P2X 受容体を介した促進的作用と、この ATP 誘発アロディニアは、モルヒネの同時

P2Y 受容体を介した抑制的作用の相反的な役割

投与によって有意に減弱されることを確認してを担っていることが示唆される。

いる。
しかしながら、細胞外 ATP は ecto-nucleotidase2）ATP および P2X 受容体アゴニストの i.t.投与により速やかに分解されることが知られているにより誘発されるアロディニア

ため、ATP によるこのような長期持続性のアロデ

正常ラットに、ATP およびα,β−methylene-ATPィニアは、P2X 受容体の活性化により直接引き起を i.t.投与し、von Frey フィラメント刺激に対す

こされているとは考えにくく、P2X 受容体の活性る反応を検討した（Fig.3）。その結果、ATP（30-300

化がトリガーとなって、何らかの神経可塑性が誘nmol）およびα,β−methylene-ATP（10-100 nmol）

導されたものと考えられる。今後、このメカニズ

を i.t. 投与することにより、投与 5-10 分後より

ムについてより詳細に検討していく必要がある

顕著なアロディニアが誘発された。またその持続と考えられる。

時間は非常に長く、投与 30-45 分後で最大となり、120 分後においても持続していた。さらに 300
nmol の ATP によるアロディニアは、投与後 7 日
後においても確認された。一方、UTP (100 nmol)
および UDP (100 nmol) の i.t. 投与によっては、そのようなアロディニア誘発作用は全く認められなかった。
また、ATP（100 nmol）により誘発されるア

Fig.3 Effects of i.t. administration of ATP on the allodynia to
the tactile stimuli in the von Frey filament test in normal rats.
ATP (30-300 nmol) or vehicle were i.t. administered at time 0.
Allodynic scores are the sum of the scores for ten filament
applications, each of which was scored as 0, 1 or 2, as described inMaterials and Methods. The values are presented as the mean ±S.E.M. (n=6-14).

引用文献
1) Ralevic, V and Burnstock, G. (1998) Receptors for
Purines and Pyrimidines. Pharmacol. Rev., 50,
413-492.
2) Chen, C.C., Akopian, A.N., Sivilotti, L.,
Colquuhoun, D., Burnstock, G. and Wood, J.N.
(1995) A P2X purinoceptor expressed by a subset
of sensory neurons. Nature, 377, 428-431.
3) Hamilton, S.G. and McMahon, S.B. (2000) ATP asa peripheral mediators of pain. J. Auton. Nerv.
Syst., 81, 187-194.
4) Tsuda, M., Koizumi, S., Kita, A., Shigemoto, Y.,
Ueno, S. and Inoue, K. (2000) Mechanicalallodynia caused by intraplanter injection of P2X
receptor agonist in rats: involvement ofheteromeric P2X2/3 receptor signaling in
capsaicin-insensitive primary afferent neurons. J.
Neurosci., 20, 1-5.
5) Okada, M., Nakagawa, T., Minami, M. and Satoh,M. (2002) Analgesic effects of intrathecal
administration of P2Y nucleotide receptor agonists
UTP and UDP in normal and neuropathic pain
model rats. J. Pharmacol. Exp. Ther., 303, 66-73.

末梢炎症に伴う慢性疼痛発現機序の解析—脊髄痛覚回路の可塑性と神経栄養因子—
古江

秀昌、又吉

達、中塚

映政、吉村

恵

九州大学大学院 医学研究院 統合生理学

Mechanism of chronic pain following peripheral inflammation: plastic change of
nociceptive transmission in the spinal cord and neurotrophic factors
Hidemasa Furue, Matayoshi Satoru, Terumasa Nakatsuka, Megumu YoshimuraDept. of Integrative Physiol., Grad. Sch. of Med. Sci., Kyushu University, Fukuoka Japan.

Summary: Plastic changes of nociceptive transmission in the spinal cord after peripheral inflammation wereanalyzed by using patch-clamp recordings from substantia gelatinosa (SG, lamina II) neurons of in vivo animals
and spinal cord slices. In rats 2-4 days after inflammation, spontaneous activities of SG neurons originatingfrom the peripheral and increment of the innoxious and noxious mechanical excitatory synaptic responses wereobserved. Brain-derived neurotrophic factor facilitated the excitatory synaptic transmission during the period.
Although SG neurons in naive rats received monosynaptic inputs mainly form Aδ and C afferent fibers, thepercentage of SG neurons receiving monosynaptic inputs from Aβ fiber was increased from 7 % to more than
30 % following 7-10 days after inflammation. The enhancement of excitatory synaptic responses of SG
neurons at early stages of peripheral inflammation may contribute to, at least in part, the induction of plasticchanges in sensory circuits in the spinal cord.

緒言
脊髄後角表層は痛みを伝える一次求心性線維の Aδ線維や C 線維が密に終末するとともに、下部脳幹より下行性にセロトニンおよびノルアド
レナリン神経の投射を受ける。さらに、オピオイ
ドペプチド含有神経や GABA およびグリシンを含む介在神経が密に分布するなど、痛みの伝達や達に可塑的変化が生じることが見出され、慢性疼
痛発現機序として注目されている。この可塑性には非侵害性情報を伝える Aβ線維（本来は後角深層の細胞に情報を伝える）の後角表層への軸索発芽による、触情報の痛覚回路への割り込み１）、下行性痛覚抑制系に関与する受容体数の減少２）や抑制性介在神経の脱落による痛覚抑制系の減弱３）調節に重要な役割を果たす。近年、神経切断などの種々の末梢神経損傷モデルにおいて、末梢神経の感作のみならず、脊髄後角表層における痛覚伝などが報告されており、これらの脊髄痛覚系の可塑的変化によって行動実験で観察されるア
ロディニアや痛覚過敏が起こると推測されてい質細胞からパッチクランプ記録を行い、正常およる。
一方で、神経栄養因子は神経細胞の発生、分化、び炎症ラットに誘起されるシナプス応答、興奮性生存維持に関与するとともに、神経系の損傷に伴シナプス後電流（EPSC）を記録した。神経栄養ってその発現が変化することが知られている。末因子を灌流投与して発生頻度および振幅の変化

梢炎症ではまず、炎症部から NGF が産生され、を解析した。また、後根を電気刺激し、Aδ線維

これを NGF の高親和性受容体、TrkA を発現したや C 線維誘起の EPSC を記録・解析し、正常と炎C 線維などが自由終末から取り込む。その結果、症ラットで比較した。

遺伝子発現に変化が起こり、特に BDNF の発現が一過性に増加し、それが脊髄終末部まで運ばれIn vivo 標本を用いた痛覚伝達機序の解析て後角表層に放出されると考えられている。しか脊髄スライス標本を用いた解析では、観察されしながら、これらの神経栄養因子が痛覚伝達に如るシナプス応答がどの様な感覚情報を運んでい

何なる影響を与え、可塑性発現にどの様に寄与するのかを知ることが出来ない。そこで、新規に開るか明らかにされていない。そこで、末梢炎症モ

発した in vivo パッチクランプ法４）を用いて、皮デルを用いた電気生理学的研究を行い、炎症に伴膚への生理的感覚刺激によって誘起されるシナ

う脊髄痛覚伝達の可塑的変化と神経栄養因子のプス応答を記録・解析した。正常および炎症ラッ作用を解析した。

トをウレタン麻酔し、人工呼吸下に両側を気胸とし、低容量、高頻度の換気を行って呼吸に伴う胸実験方法
炎症モデル動物の作製と行動実験
ネンブタール（40-50 mg/kg）麻酔下に、雄性
Sprague-Dawley ラット（７〜９週齢）一側の後肢
足底皮下に Freund’s のアジュバントを注入した。
Von Frey フィラメントを用いて後肢に機械的刺激を加え、up-down 法により逃避行動を示す閾値
を測定した。

郭の振動を最小限にした。腰部椎弓を切除しL4~L6 レベルの脊髄を露出した後、ラットを脳脊髄固定装置にセットした。硬膜を切開し、クモ膜と軟膜に微細鋏みを用いて約 0.2 ｍｍのパッチ
電極刺入用の窓を開けた。露出した脊髄表面は３８度 C の酸素負荷した Krebs 液で灌流した。
L4~L6 レベルの脊髄膠様質細胞からパッチクランプ記録を行い、後肢皮膚への機械的痛み刺激や触刺激を加え、誘起される EPSC を記録・解析し脊髄スライス標本を用いた痛覚伝達機序の解析
炎症モデルおよび正常ラットからウレタン麻酔下に、椎弓切除を行って腰部脊髄を露出した。

た。正常および炎症ラットから得られたものと比較した。薬物は Krebs 液に溶解したものを脊髄表面から投与した。

脊髄を摘出し、スライサーを用いて L4-5 レベルの横断スライスを作製して記録用チェンバーにセットした。脊髄後角表層第Ⅱ層、いわゆる膠様結果
炎症ラットの行動変化

炎症ラット患側への機械的刺激に対する逃避
行動の閾値は、正常ラットに比べて有意に低下した。この閾値低下はアジュバント注入後一週間以上持続した。

炎症初期における BDNF のシナプス伝達増強作用
正常ラット脊髄スライス標本に BDNF（200ng/ml）を灌流投与しても、膠様質細胞に誘起された自発性 EPSC は何ら影響を受けなかった。一炎症初期に見られた脊髄膠様質への興奮性入力

方、炎症後２〜４日を経過したラットでは、の増大

BDNF を投与すると自発性 EPSC の振幅は変化せアジュバント注入後２〜４日を経過したラッず、発生頻度が著明に増大した。しかし、炎症後ト脊髄膠様質細胞から in vivo パッチクランプ記

７日を経過したラットでは、BDNF を投与しても録を行い EPSC を記録すると、正常ラットに比し発生頻度の増大は観察されなかった。また、NGFて振幅の大きな自発性 EPSC が観察された。また、を投与しても、正常および炎症ラットとも自発性

正常ラット後肢皮膚へ触刺激を加えると、刺激のEPSC に変化は見られなかった。炎症初期に見ら

最初に EPSC の振幅と発生頻度が一過性に増大れた BDNF による自発性 EPSC の発生頻度の増した後、瞬時に応答が消失し刺激前の状態に戻る

大は、Trk チロシンキナーゼ inhibitor の K252a（200

accommodation が観察されたが、炎症ラットでは、

nM）によって抑制された。また、1µM TTX 存在

触刺激によって持続して EPSC の振幅と発生頻下では、自発性 EPSC の発生頻度の増大が同様に度が増大し、accommodation は観察されなかった。

観察されたが、10 mM lidocaine 存在下では抑制さ

機械的痛み刺激を加えると、正常ラットでは刺激れた。また、PLC の inhibitor でも発生頻度の増大の間中持続して EPSC の振幅と発生頻度が増大が見られた。

した。一方、炎症ラットでは機械的痛み刺激に対する応答が大きくなった。一次求心性線維の後根炎症一週間後に観察された Aβ線維入力の増加

および脊髄表面に 1µM TTX を投与すると、炎症

正常ラット脊髄スライス標本に付した後根をラットに観察された振幅の大きな自発性 EPSC

電気刺激すると、膠様質細胞は主に Aδ線維と Cや触刺激および機械的痛み刺激によって誘起さ線維由来の単シナプス性 EPSC を発生した。一方、れた EPSC は可逆的に抑制された。

炎症後一週間を経過したラットでは、Aδ線維と C

一方、脊髄スライス標本の膠様質細胞から
EPSC を記録すると、正常ラットおよび炎症ラッ線維の入力に加えて約 30%以上の細胞で Aβ線維
由来の単シナプス性 EPSC が観察された５）。

トで自発性 EPSC の発生頻度および振幅に差は得られなかった。また、炎症ラット in vivo 標本で見られた振幅の大きな自発性 EPSC は観察されず、1µM TTX を投与しても、自発性 EPSC の発生頻度および振幅に変化は見られなかった。

考察
末梢炎症に伴う脊髄後角膠様質における痛覚伝達機序の可塑的変化と神経栄養因子の作用を脊髄スライス標本および in vivo 標本を用いて解析した。

炎症初期のラットでは BDNF による自発性Aβ線維の入力増大による触情報の痛覚回路へのEPSC の発生頻度の増大が観察された。振幅に影割り込みは、触刺激に対する逃避行動の閾値低下響を与えなかったことから、神経終末部に作用しを説明するものと考えられる。炎症初期に見られてグルタミン酸の放出を促したと考えられる。

る膠様質細胞の活動亢進が、一週間後に観察され

BDNF は TrkB 受容体を活性化し、PLC を介してた痛覚回路の可塑性発現に寄与している可能性

カチオンチャネルである TRPC3 チャネルや TTXが高い。今後、末梢からの過剰な興奮性入力をブ

非感受性 Na チャネル（NaV1.9）を活性化するこロックする、あるいは神経栄養因子抗体などを用とが報告されている。BDNF による自発性 EPSC

い、痛覚回路の可塑的変化が阻止できるか否かをの発生頻度の増大が PLC の inhibitor では影響を調べる必要がある。

受けず、Na チャネルのブロッカーである lidocaine
によって抑制されたことから、BDNF は神経終末

引用文献部に発現する TrkB 受容体を活性化し、次いで1)

TTX 非感受性 Na チャネルを活性化することにShimoji K, Yoshimura M. Functional reorganization of

よってグルタミン酸の放出を促進させたと考え

sensory pathways in the rat spinal dorsal horn following

Okamoto M, Baba H, Goldstein PA, Higashi H,

peripheral nerve injury. J Physiol. 532 Pt 1:241-50 (2001)

られる。
2)

Ito A, Kumamoto E, Takeda M, Shibata K, Sagai H,

In vivo 標本を用いた解析から、炎症初期には、

Yoshimura M. Mechanisms for ovariectomy-induced

振幅の大きな自発性 EPSC や触刺激に対する

hyperalgesia and its relief by calcitonin: participation ofaccommodation の消失や機械的痛み応答の増大な

5-HT1A-like receptor on C-afferent terminals in substantia
gelatinosa of the rat spinal cord. J Neurosci.

どが観察された。これらの EPSC は、TTX により20-16:6302-8 (2000)抑制されること、振幅の大きな自発性 EPSC は炎

3)症モデルから作製した in vitro の脊髄スライス標

H, Woolf CJ. Partial peripheral nerve injury promotes a

本では誘起されなかったことから、これらのMoore KA, Kohno T, Karchewski LA, Scholz J, Baba

selective loss of GABAergic inhibition in the superficial
dorsal horn of the spinal cord. J Neurosci.

EPSC は炎症によって一次求心性線維が感作して22-15:6724-31(2002)

活動電位が発生し、末梢から脊髄膠様質に伝えら4)れたものと考えられる。

Responsiveness of rat substantia gelatinosa neurones to

以上のことから、炎症初期には Aδ線維や C 線
維が感作して、末梢から脊髄へ情報が過剰に投射

Furue H, Narikawa K, Kumamoto E, Yoshimura M.

mechanical but not thermal stimuli revealed by in vivo
patch-clamp recording. J Physiol. 521 Pt 2:529-35 (1999)
5)

Nakatsuka T, Park JS, Kumamoto E, Tamaki T,

されるとともに、活動依存性に放出された BDNF

Yoshimura M. Plastic changes in sensory inputs to rat

がこれを助長して、膠様質の活動が亢進されるもsubstantia gelatinosa neurons following peripheralのと思われる。
一方、炎症後一週間を経過すると、Aβ線維の単シナプス性入力が増加して、膠様質における痛覚回路のシナプス結合に可塑的変化が生じた。

inflammation. Pain. 82-1:39-47(1999)

神経因性疼痛ならびに慢性炎症性疼痛発現における脊髄を介した疼痛伝達経路の相違
矢島義識、成田年、鈴木 勉

星薬科大学薬品毒性学教室

Distinct mechanisms involving pain processing between neuropathic and chronic
inflammatory pain-like state in mice
Yoshinori Yajima, Minoru Narita and Tsutomu Suzuki
Department of Toxicology, Hoshi University School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences,
Tokyo Japan

Abstract: Partial sciatic nerve ligation and intraplantar injection of complete Freund’s adjuvant (CFA) in micecaused a marked and persistent decrease in latencies of the paw withdrawal from a thermal stimulus only on
the ipsilateral side. Thermal hyperalgesia caused by nerve ligation was completely reversed by repeatedintrathecal (i.t.) injection of a specific antibody to brain-derived neurotrophic factor (BDNF) and a selective
inhibitor for protein kinase C (PKC), whereas the same treatment failed to suppress the CFA-induced thermal
hyperalgesia in mice. In addition, the decreased thermal threshold induced by nerve ligation was reduced in
BDNF hetero-knockout mice. Sciatic nerve ligation caused a significant increase in the membrane-boundprotein levels of TrkB, a receptor for BDNF, and PKCγin the mouse spinal cord. It should be noted that theimmunoreactivities to BDNF and activated form of conventional PKC (cPKC) were clearly increased on theipsilateral superficial layers of the dorsal horn of the spinal cord in nerve-ligated mice as compared to that in
sham-operated mice. On the contrary, CFA-induced thermal hyperalgesia can be reversed by repeated i.t.
injection of a selective PKA inhibitor, whereas the same treatment failed to reverse the thermal hyperalgesia
induced by nerve ligation. Additionally, the immunoreactivity to activated form of PKA on the ipsilateralsuperficial dorsal horn of the spinal cord in CFA-injected mice was significantly increased as compared to thatin saline-injected mice. These findings provide further evidence that nerve injury-induced thermal
hyperalgesia may result from the activation of cPKC through the BDNF/TrkB-mediated signaling pathway inthe spinal cord. In contrast, the activation of spinal PKA may contribute to the development of thermal
hyperalgesia induced by inflammation in mice. Such findings raise the fascinating possibility that there are thedistinct intracellular mechanisms involving pain processing between neuropathic and persistent inflammatory
pain-like state in mice.

緒言

維持などに重要な役割を担っており、その受容体である Trk ファミリーは細胞内に tyrosine kinase

神経因性疼痛は、痛覚過敏反応やアロディニア

ドメインを有し、様々な細胞内応答を引き起こすを主症状とする神経の損傷や機能障害に起因しことが知られている。特に、脳由来神経栄養因子

た難治性疼痛である。炎症性疼痛とは異なり、神(BDNF) は、海馬におけるシナプス可塑性を引き

経因性疼痛は解熱鎮痛薬やモルヒネに代表され起こす主要因子の一つとして最近注目を集めてる典型的な鎮痛薬に対して抵抗性を示すことがいる。

多く、適切な治療法もないことが臨床上問題とな

そこで本研究では、坐骨神経結紮による神経因っている。このような神経因性疼痛と炎症性疼痛

性疼痛モデルならびに complete Freund's adjuvantとの間に見られる相違は、これらの疼痛が異なっ(CFA) の足蹠投与による慢性炎症性疼痛モデル

た機構を有することが原因であると想定されるを作製し、これらのモデルの熱痛覚過敏反応におが、その疼痛伝達機構の相違についてはいまだ明ける脊髄を介した細胞内情報伝達系の役割につ確にされていない。

いて検討した。

Protein kinase は、基質となる標的タンパク質を方法

リン酸化することにより様々な生理反応を引き起こすだけでなく、シナプス可塑性を誘導する主実 験 に は ICR 系 雄 性 マ ウ ス 、 brain-derived

要因子の一つとしても重要な役割を担っている。

neurotrophic factor (BDNF) 遺伝子ヘテロノック

中でも protein kinase C (PKC) は、その持続的なアウトマウスおよびその野生型マウスを使用し活 性 上 昇 に よ り 、 wind up 現 象 や central

た。

sensitization といった脊髄後角の可塑的変化を引

神経因性疼痛モデルは、Seltzerら2)の方法をマ

き起こすことが知られており、現在までのところ、ウスに応用し、ペントバルビタール麻酔下にて右脊髄におけるこのような可塑的変化が、痛覚過敏

側後肢の坐骨神経を半周だけ強度に結紮するこ反応やアロディニアを惹起する主たる原因ではとにより作製した。また、坐骨神経を露出しただ

ないかと想定されている。

けで結紮しなかった群をsham群とした。

一方、protein kinase A (PKA) も一次求心性神経

また、慢性炎症性疼痛モデルは、ペントバルビの過感受性などに寄与していることが示唆され

タール麻酔下にて CFA を右側後肢足蹠皮下に投ていることから、PKAも疼痛伝達に関与している

与することにより作製した。なお、対照群には同可能性が考えられる。事実、起炎物質である様の方法で生理食塩液を投与した。

formalinの足蹠投与によって引き起こされる即時

坐骨神経結紮ならびに CFA 投与による熱刺激性の疼痛関連行動が、PKAの調節サブユニットのに対する痛覚過敏反応は、足底熱刺激法により評一つであるPKA RIβ の遺伝子ノックアウトマウ

価した。疼痛閾値の指標は、マウスの両側後肢のスでは有意に抑制されることが報告されている1)。

足底にそれぞれ熱刺激を加え、マウスが後肢を跳

神経栄養因子は、神経の分化・生存および機能

ねのけるまでの時間とし、坐骨神経結紮および

CFA 投与前後の変化を経日的に測定した。

を用いて同様の検討を行なったところ、野生型マ

また、坐骨神経結紮および CFA 投与後のマウウスと比較して、坐骨神経結紮による熱痛覚過敏スから得られた脊髄細胞膜分画標本を用いて、反応の抑制が認められた。BDNFは通常、脊髄後Western blot 法に従い、PKC アイソフォームの一根神経節において合成され、一次求心性神経の末つである PKCγ ならびに BDNF 受容体である

梢端ならびに中枢端へ順向性に輸送されるが4)、

TrkB のタンパクレベルを検討した。

特に中枢端においては内因性神経伝達物質ある

さらに、坐骨神経結紮および CFA 投与後のマいは神経調節物質として、脊髄後角神経の興奮性ウスから作製した脊髄切片に、リン酸化 cPKC、を調節すると考えられている5)。これらのことか

リン酸化 PKA ならびに BDNF に対する特異的なら、神経損傷により脊髄において遊離された一次抗体を添加し、免疫蛍光染色法により脊髄後BDNFが、細胞膜におけるTrkBの増加ならびに活角におけるそれらの免疫活性の変化を検討した。

性化を引き起こし、熱刺激に対する痛覚過敏反応
を引き起こしている可能性が示唆された。

結果および考察一 方 、 TrkB の 下 流 に は phospholipase Cγ(PLCγ) が存在しており、このPLCγ を介してPKC

坐骨神経の結紮ならびにCFAの足蹠投与によが活性化されることが知られている6)。そこで次り、それぞれ処置側の後肢においてのみ著明かつに、坐骨神経結紮による熱痛覚過敏反応の発現に持続的な熱刺激に対する痛覚過敏反応が観察さおける脊髄のPKCの役割について検討した。そのれた。そこで、BDNFの特異的抗体を一日一回マ

結果、PKCの選択的阻害薬の繰り返し髄腔内処置

ウスの髄腔内に繰り返し処置し、坐骨神経結紮なにより、坐骨神経結紮による熱痛覚過敏反応は用らびにCFA投与による熱痛覚過敏反応に対する量依存的に抑制された。このような条件下で、坐影響を検討した。その結果、BDNF抗体を繰り返

骨神経結紮マウスの脊髄細胞膜標本を用いて、神し髄腔内処置することにより、坐骨神経結紮によ

経特異的でかつ脳および脊髄に高濃度存在してる熱痛覚過敏反応は完全に回復した3)。それに対いるPKCγ アイソフォームのタンパク量を検討して、CFA誘発熱痛覚過敏反応は、BDNF抗体をしたところ、坐骨神経を結紮することにより脊髄

繰り返し髄腔内処置しても全く抑制されなかっにおけるPKCγ のタンパク量は有意に増加した。

た。さらに、坐骨神経を結紮したマウスから得ら

それに対し、CFA投与による熱痛覚過敏反応は選れた脊髄細胞膜標本においては、TrkBタンパク量

択的PKC阻害薬の繰り返し髄腔内処置では全くが有意に増加し、このTrkBタンパク量の増加は、抑制されず、PKCγ のタンパク量にも何ら有意な

BDNF抗体の繰り返し髄腔内処置によりコント変化は認められなかった。また、坐骨神経を結紮

ロールレベルにまで完全に抑制された3)。しかしした側の脊髄後角表層部では、sham群と比較しながら、CFAを投与したマウスから得られた脊髄てBDNFならびにcPKCの活性化の指標となるリ膜標本ではこのような変化は認められなかった。

ン酸化cPKCの免疫活性が著しく増大した。これ

また、BDNF遺伝子のヘテロノックアウトマウス

らのことから、坐骨神経結紮による熱痛覚過敏反応の発現には脊髄におけるBDNF/TrkB経路を介

引用文献

したcPKCの活性化が、非常に重要な役割を果たしている可能性が示唆された。それに対し、CFA投与による熱痛覚過敏反応の発現には、これらの1) A.B. Malmberg et al., J. Neurosci. 17 (1997)
7462-7470.

因子はほとんど関与していない可能性が考えら

2) Z. Seltzer et al., Pain 43 (1990) 205-218.

れる。

3) Y. Yajima et al., Brain Res. 958 (2002) 338-346.

一方、CFA 投与による熱痛覚過敏反応は、選択的 PKA 阻害薬を繰り返し髄腔内処置すること

4) G.J. Michael. et al., J. Neurosci. 17 (1997)
8476-8490.

により、用量依存的かつコントロールレベルにま5) I.J. Lever et al., J. Neurosci. 21 (2001) 4469-4477.

で回復した。さらに、CFA を投与した側の脊髄

6) Zirrgiebel U et al., J. Neurochem. 65 (1995)

後角表層部では、生理食塩液処置群と比較して、
PKA の 活 性 化 の 指 標 と な る リ ン 酸 化 PKA(p-PKA) の免疫活性が有意に増大した。このような条件下で、坐骨神経結紮による熱痛覚過敏反応における脊髄の PKA の関与について検討したが、坐骨神経結紮による熱痛覚過敏反応は選択的
PKA 阻害薬を繰り返し髄腔内処置しても全く抑制されなかった。また、坐骨神経を結紮した側の脊髄後角表層部においても、p-PKA の免疫活性に何ら有意な変化は認められなかった。これらの結果から、CFA 投与による熱痛覚過敏反応には坐骨神経結紮時とは異なり、PKC 非依存的で脊髄における PKA に連関した疼痛発現機構が存在している可能性が示唆された。
以上、本研究の結果より、坐骨神経結紮による
熱痛覚過敏反応の発現には、脊髄の BDNF/TrkB
経路を介した cPKC の持続的な活性化が、一方、CFA 投与による熱痛覚過敏反応の発現には脊髄の PKA に連関した疼痛伝達機構が存在することが明らかとなり、神経因性疼痛と慢性炎症性疼痛
の脊髄を介した疼痛伝達機構には、異なる細胞内
情報伝達系が関与する可能性が示唆された。

2241-2250.

神経因性疼痛における可塑的変調と治療戦略
井上誠、植田弘師
長崎大学大学院

医歯薬学総合研究科

分子薬理学研究室

The plasticity in neuropathic pain.
Makoto Inoue, Hiroshi Ueda
Division of Molecular Pharmacology and Neuroscience, Nagasaki University Graduate School of
Biomedical Sciences, 1-14 Bunkyo-machi, Nagasaki 852-8521, Japan

Summary: Neuropathic pain is resistance to morphine and NSAIDs. To clarify the molecular mechanism of suchpain, we measured the gene expression in DRG of mice, which were given partial sciatic nerve ligation or treatedwith streptozotocin. Immnohistochemical study demonstrated that TRPV1 (VR1) signal was newly observed on
myelinated A-fibers in DRG of nerve-injured mice and streptozotocin-induced diabetic model mice. Furthermore,
the application of capsaicin cream in such neuropathic pain models blocked the responses upon prostaglandin I2(i.pl.), which are not affected by the cream in naïve mice. Altogether our results suggest that novel expression of
TRPV1 on myelinated fibers might contribute to the analgesic affect of topical capsaicin in both neuropathic
pain.

緒言

肢痛、カウザルギー並びに糖尿病性神経因性疼痛
などであり、これらは消炎鎮痛薬や麻薬性鎮痛薬

がん性疼痛の終末期にけるモルヒネ増量を余儀なくする理由として、モルヒネ耐性形成 1-3)が関与するものと考えられる。また、その一方で、痛みそのものの性質が侵害性疼痛から神経因性疼
痛へと変化することもその要因であろうとも考えられている。神経因性疼痛（ニューロパシックペイン）は神経系の一時的な損傷やその機能異常に対し抵抗性を示す疼痛疾患である。この神経因性疼痛に対する治療戦略を打ち出すために、その発生機構の解明が必須であろうと考えられる。そこで、本研究では、坐骨神経結紮モデルあるいは
ストレプトゾトシン誘発性糖尿病性モデルを用い、これらの神経因性疼痛における可塑的変調を解析し、その分子基盤の解明を試みた。

が原因となる、もしくはそれによって惹起される疼痛と定義されている。その代表的疾患としては
がん性疼痛、帯状疱疹後神経痛、三叉神経痛、幻

実験方法

実験動物

疼痛モデルマウスにおいて、サブスタンスＰ、ヒ

実験には４週齢の Std‑ddY 系雄性マウスを用いた。

スタミンあるいはノシセプチンによる I 型線維を介する侵害性応答は完全に消失し、II 型を介する
ATP の応答は全く影響を受けなかった 8)。一方、神経因性疼痛モデル
神 経 結 紮 モ デ ル と し て は Malmberg and
4)

III 型線維を介するプロスタグランジン I2 アゴニ
スト(PGI2)応答は１０００倍低い用量で侵害性応

Basbaum の方法に従い、坐骨神経の 1/2 を完全に答を示した 8)。また、坐骨神経を部分結紮した神結紮にすることにより作製した。また、糖尿病性経因性疼痛モデルマウスにおいて、I 型線維を介モデルとしてはストレプトゾトシン(STZ, 200

し、機能消失するはずのブラジキニン応答は逆にmg/kg)を 尾静注投与し、血中グルコース濃度がPGI2 反応と同様１０００倍近くの過敏応答を示

正常時の約２倍以上である 300 mg/dl 以上を示しした。このブラジキニン過敏反応に関与する受容たマウスを糖尿病モデルマウスとした 5)。実験に体を解析したところ、正常マウスにおけるブラジは神経傷害あるいはストレプトゾトシン投与一

キニン反応は B2 受容体拮抗薬で抑制され、傷害週間後のマウスを使用した。

後における反応は B1 受容体拮抗薬によって抑制された。また、組織化学的解析から、正常時にはほとんど発現していない B1 受容体が、神経傷害

行動試験法
行動試験としては、高感度 Algogenic‑induced

時に A 線維に新規に発現してくることも観察しnociceptive flexion (ANF)試験 6,7)、Hargreavesている。更に、正常時のブラジキニン反応はサブ

thermal 試験、paw pressure mechanical 試験を

スタンスＰ受容体拮抗薬の脊髄クモ膜下腔内投用いた。

与によって抑制され、傷害時の反応は NMDA 受
容体拮抗薬によって抑制された。また、正常時反組織化学的解析
特異的 TRPV1/VR1 受容体抗体 (Santa Cruz)を用いて、免疫染色した 5, 8)。

応は新生仔カプサイシン処置によって消失するのに対し、傷害時反応は全く影響されなかった。
従って、受容体のサブタイプスイッチ同様、応答する侵害神経の線維もいわゆる I 型から III 型に変換したものと思われ、III 型線維はやはり神経結果・考察

因性疼痛に重要な役割を担う線維であることが示唆された。また、末梢適用したモルヒネは神経１．モルヒネ非感受性神経因性疼痛機構
単一知覚神経を介した痛み刺激を評価できる
ANF 試験を用い、様々な侵害物質の薬理学的作用を評価したところ、一次知覚神経は薬理学的に少なくとも３つのタイプに分類されることを見出している 8-10)。坐骨神経を部分結紮した神経因性

傷害時に認められるブラジキニン誘発性過敏応
答を全く抑制しなかった。これは、モルヒネ受容体は I 型線維には存在するものの、III 型線維には存在しないためであろうと思われる。坐骨神経傷
害後にモルヒネ非感受性になるブラジキニン誘発性過敏反応のメカニズムにはこうした神経タイプスイッチが関与している可能性が考えられ

現上昇してくることを確認している 8)。更に、カる（図１）。

プサイシンクリームは神経傷害時における熱刺激による過敏応答のみならず、III 型線維を介する機械刺激をも抑制した 8)。同様の III 型線維を介する過敏応答と TRPV1/VR1 遺伝子発現はスト
レプトゾトシン誘発性糖尿病モデルマウスにおいても観察された 5)。これらのことと、TRPV1/VR1
遺伝子欠損マウスにおいて、神経因性疼痛の程度は変わらないとの報告 11)、を考え合わせると、カプサイシンクリームはこの新規発現性
TRPV1/VR1 受容体を刺激、脱感作することを通じ

２．カプサイシンクリームの神経因性疼痛抑制機て神経因性疼痛を抑制するものと推測される（図２）。

構
カプサイシンクリームは臨床において神経因性疼痛に有効であることが報告されているが、そのメカニズムは不明である。我々は ANF 試験を用いて、その作用機構の解明を試みた。正常マウス
において新生仔カプサイシン感受性の I(サブスタンス P)、II 型(ATP)の侵害性知覚神経線維を介する侵害応答に対し、カプサイシンクリーム（１％）の塗布により完全に消失した 8)。一方、
新生仔カプサイシン非感受性の III 型線維を介する PGI2 反応には全く影響しなかった 8)。ところが、坐骨神経の部分結紮を受けた神経因性疼痛
モデルマウスにおける III 型線維を介する過敏反応はカプサイシンクリームの塗布により完全に抑制された 8)。このことから、神経傷害に伴い
III 型 A 線維へのカプサイシンクリームの感受性の増大が推測されたが、実際に、組織化学的解析
から、カプサイシン TRPV1/VR1 受容体の発現は正常マウスにおいて小型の C 線維細胞に特異的に存在するが、神経傷害後には有髄 A 線維細胞に発

また、今回用いた新規性カプサイシンクリームの塗布によって、塗布部位に対する biting や
licking といった侵害行動は観察されなかった。
上述したように、欧米ではカプサイシンクリーム
が帯状疱疹後神経痛や糖尿病性神経症などの神経因性疼痛モデルに対して有効利用されているが、それらのクリームはそれ自身で灼熱痛などの副作用を有するため、途中で治療を断念せざるを得ない患者も多いようである。我々が用いた新規
カプサイシンクリームはそれ自身で発痛作用を示さず、熱刺激に対する閾値を変化しないものであったことから、副作用を伴わずに神経因性疼痛を抑制できる点で大いに期待が持てる。

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